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(共19張PPT)
帶電粒子在電場中的運動
帶電粒子
在電場中
1.平衡問題
2.加速問題
3.偏轉問題
熒光屏
偏轉電極
電子槍
真空玻璃管
【預備知識】帶電粒子：
1、基本粒子：如電子、質子、α粒子、離子等除有說明或明確的暗示外，一般都不考慮重力（但不能忽略質量）。
α粒子
質子
氚核
氘核
電子
2、帶電顆粒：如液滴、油滴、塵埃、小球等，除有說明或明確的暗示以外，一般都不能忽略重力。
【例1】如圖，水平放置的平行板間的勻強電場正中間P點，有一質量為m的帶電粒子正好處于靜止狀態。求粒子的帶電量？
P
U
d
一.帶電粒子的平衡問題
二力平衡：mg=Eq
【例2】如圖，在真空中有一對間距為d的平行金屬板，兩板間加以電壓U。電子槍發出的質量為m，帶電量為q的負電粒子在電場力的作用下，由靜止開始從負極板向正極板運動，到達正板時的速度有多大？(不考慮粒子的重力）
二、帶電粒子在勻強電場中加速
解法一　運用運動學求解
解法二　運用動能定理求解
d
【練習2】下列粒子從初速度為零的狀態經加速電壓為U的電場后，哪種粒子速度最大
A、質子 B、氘核
C、氦核 D、氚核
與荷質比平方根成正比
α粒子
質子
氚核
氘核
電子
【練習3】如圖，電場中有A、B兩點，A、B的電勢差UAB＝1000V，一個質量為m=2.0×10-12kg、電量為q=-5.0×10-8C的帶電粒子，以速度v0 =3.0×103m/s由A點運動到B點，求粒子到達B點時的速率。（不計粒子重力）
A
-
v0
B
q為負
解:根據動能定理得:
動能定理：勻強或非勻強電場均適用
【練習4】如圖示，一質量為m，帶電量為+q的液滴自由下落，并從小孔進入相距為d的兩帶電平行板，液滴下落的最大深度為d/2，極板電壓為U，液滴開始下落的高度h為：
A.qU／2mg
B.（qU／2mg）- d/2
C.（2mg／qU）- d/2
D.（qU／mg）- d/2
d
h
強調：兩點的電勢差問題
【引申】
【例3】兩個相距為d 的平行金屬板,有正對的兩小孔A、B,如圖甲所示,兩板間加如圖乙所示的交變電場, 一質量為m,帶電量為+q 的帶電粒子,在t =0時刻在A孔處無初速釋放,試判斷帶電粒子能否穿過B孔？（ t=0時刻A板電勢高，重力不計）
A
B
甲圖
U/v
t/s
u
-u
乙圖
T
T/2
【補充】在勻強電場中的周期性運動問題
a
v
A
B
甲圖
U/v
t/s
u
-u
乙圖
T
T/2
受力及運動情況分析：
0
t/s
v/m/s
T
2T
A
T/2
T
a
v’
還原模型
畫v-t圖
一直向B板運動
處理帶電粒子在電場中運動的一般步驟
①分析帶電粒子的受力情況，尤其要注意是否應該考慮重力，電場力是否恒定等。
②分析帶電粒子的初始狀態及條件，確定帶電粒子作直線運動還是曲線運動。
③建立正確的物理模型，確定解題途徑是用動力學，或動能定理，或是兩者結合使用。
方法小結
【練習5】如圖所示，A 板的電勢φA＝0，B板的電勢φB 隨時間的變化規律如圖所示。則　　　　
A.若電子是在t＝0時刻進入的，它將一直向B板運動
B.若電子是在t＝時刻進入的，它可能時而向B板運動，時而向A板運動,最后打在B板上
C.若電子是在t＝時刻進入的，它可能時而向B板、時而向A板運動
D.若電子是在t＝時刻進入的，它可能時而向B板運動，時而向A板運動,最后打在B板上
B
A
t/ s
UB / v
0
U0
-U0
T
T/2
B
A
t/ s
U/ v
0
U0
-U0
t/ s
0
v0
-v0
v/ m/s
若電子是在t＝0時刻進入的
T/2
T/2
T
T
一直向B板運動
T
t / s
U/ v
0
U0
-U0
T/2
2T
3T/2
T
0
T/2
2T
3T/2
t / s
v0
-v0
若電子是在t ＝時刻進入的
v / m/s
若A、B板間距很大，則往復運動，但總的是向B板運動
T
t / s
U/ v
0
U0
-U0
T/2
2T
3T/2
T
0
T/2
2T
3T/2
t / s
v0
-v0
若電子是在t ＝時刻進入的
v / m/s
若A、B板間距很大，則往復運動。
T
t / s
U/ v
0
U0
-U0
T/2
2T
3T/2
T
0
T/2
2T
3T/2
t / s
v0
-v0
若電子是在t ＝時刻進入的
v / m/s
若A、B板間距很大，則先向B板運動，再反向運動離開A板
如圖所示，A板的電勢φA＝0，B板的電勢φB隨時間的變化規律如圖所示。則　　　　
　 A.若電子是在t＝0時刻進入的，它將一直向B板運動
　 B.若電子是在t＝T/8時刻進入的，它可能時而向B板運動，時而向A板運動,最后打在B板上
C.若電子是在t＝T/4時刻進入的，它可能時而向B板、時而向A板運動
D.若電子是在t＝3T/8時刻進入的，它可能時而向B板運動，時而向A板運動,最后打在B板上
B
A
t/ s
UB / v
0
U0
-U0
補充練習1：如圖所示，A、B為平行金屬板，兩板相距為d，分別與電源兩極相連，兩板的中央各有一小孔M和N，今有一帶電質點，自A板上方相距d的P點由靜止自由下落（P、M、N在同一直線上），空氣阻力忽略不計，到達N孔時速度恰好為零，然后沿原路返回，若保持兩極間的電壓不變，則
把A板上平移一小段距離，質點自P點自由下落后仍能返回．
把A板向下平移一小段距離，質點自P點自由下落后將穿過N孔繼續下落．
把B板向上平移一小段距離，質點自P點自由下落后仍能返回．
把B板向下平移一小段距離，質點自P點自由下落后將穿過N孔繼續下落．
以上判斷正確的是（　　）
補充練習2：如圖所示，A、B、C三個小球（可視為質點）的質量分別為m、2m、3m，B小球帶負電，電荷量為q，A、C兩小球不帶電（不考慮小球間的靜電感應），不可伸長的絕緣細線將三個小球連接起來懸掛在O點，三個小球均處于豎直向上的勻強電場中，電場強度大小為E，以下說法正確的是
A．靜止時，A、B兩小球間細線的拉力為5mg+qE
B．靜止時，A、B兩小球間細線的拉力為5mg-qE
C．剪斷O點與A小球間細線的瞬間，A、B兩小球間細線的拉力為qE
D·剪斷O點與A小球間細線的瞬間，A、B兩小球間細線的拉力為 qE

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