文档介绍：第九节带电粒子在电场中的运动
仪器名称:示波器型号:COS5100
系统运行时,数以10亿计的电子就将从这条加速管中以接近光速冲进储存环中发生碰撞
北京正负电子对撞机加速器的起点
3、某些带电体是否考虑重力,要根据题目暗示或运动状态来判定
电场中的带电体一般可分为两类:
1、带电的基本粒子:如电子,质子,正负离子等。这些粒子所受重力和电场力相比要小得多,除非有说明或明确的暗示以外,一般都不考虑重力。(但并不能忽略质量)。
2、带电微粒:如带电小球、液滴、油滴、尘埃等。除非有说明或明确的暗示以外,一般都考虑重力。
带电粒子在电场中的运动情况
若带电粒子在电场中所受合力为零时,粒子将保持静止状态或匀速直线运动状态。
一、带电粒子的平衡
2、带电粒子在电场中处于静止状态,该粒子带正电还是负电?
+ + + + + + +
- - - - - - -
Eq
mg
分析:带电粒子处于静止状态,Eq=mg,因为所受重力竖直向下,所以所受电场力必为竖直向上。又因为场强方向竖直向下,所以带电体带负电。
二、带电粒子在电场中的加速
+
-
U
q
两板间电势差为U
质量为 m 电量为 q 的粒子。
从正极板静止开始运动,求到
达负极板时的速度。
探究思路
静电力做的功:
设末速度为 v ,由动能定理:
①
②
由①②可得:
变换已知条件
+
-
q
E
d
两板间电势差:
③
由①②③可得:
E
A
B
F
粒子在匀强电场中加速
⑴从动力学观点
粒子的加速度
+
-
U、d
l
运动学公式:
①
②
由①②可得相关量!
⑵能量观点:
粒子运动过程中由动能定理有:
③
由③可得相关量!
粒子在非匀强电场中加速
F
E
A
B
适合从能量观点解决问题
例题1 炽热的金属丝可以发射电子。在金属丝和金属板之间加以电
压U=2500V,发射出的电子在真空中加速后,从金属板的小孔穿出
。电子穿出时的速度有多大?设电子刚离开金属丝时的速度为零。
解:由动能定理
代入数据得:
例题2 如图所示,在点电荷+Q 的电场中有A、B两点,将质子和
α粒子分别从A点释放,到达B点时,求它们的速度大小之比?
+
A
B
解:质子α粒子
对质子:
U
对α粒子:
d
+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
-
l
v0
d
-q
θ
v
v0
v⊥
θ
y
S
带电粒子在电场中作什么运动?