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§8-6 带电粒子在静电场中的运动-合肥工业大学-大学物理.ppt

上传人:dreamzhangning 文档编号:2718032 上传时间:2018-09-25 格式:PPT 页数:13 大小:432.50KB
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资源描述

1、电荷q受到的电场作用力,正电荷受到的电场作用力与电场方向一致,负电荷受到的电场作用力与电场方向相反。,8-6 带电粒子在静电场中的运动,例8-18 电偶极子在均匀外场中所受的作用。,解:如图所示,设在均匀外电场中,电偶极子的电矩的方向与场强方向间的夹角为,作用在电偶极子正负电荷上的力的大小均为,带电粒子在静电场中的运动,写成矢量式为,和 的大小相等,方向相反,所以电偶极子所受的合力为零,电偶极子不会产生平动,但由于 和 不在同一直线上,所以电偶极子所受力偶矩的大小为,带电粒子在静电场中的运动,例8-19 电偶极子在不均匀外场中所受的作用。(略),解:如果把电偶极子在不均匀外电场中,如图所示,可

2、设电荷+q 和-q 所在处电为 和 ,它们所受的电场分布分别是 和 ,所以电偶极子所受的合力为,带电粒子在静电场中的运动,由此可见,在不均匀的电场中,作用于电偶极子上的合力不为零,与电矩 成正比,和 方向上电场强度的变化率成正比,电场的不均匀性愈大,电偶极子所受的力也愈大。,电偶极子所受的力矩为,带电粒子在静电场中的运动,因为电偶极子所在处的小范围内 很小,所以在上式中可以认为,写成矢量式为,带电粒子在静电场中的运动,结论:电偶极子在不均匀外场中所受的作用,在 的作用下产生旋转,使 与 一致;合外力 的方向指向电场增强的方向。电偶极子在外场中的势能,在低速情况下,且略去重力,电荷在电场中运动方

3、程为,讨论在均匀电场中的两种运动情况:,(1)初速度与电场同向,(2)初速度与电场垂直,带电粒子在静电场中的运动,(1)初速度与电场同向,粒子做匀加速直线运动,速度,动能,初速度为零时,带电粒子在静电场中的运动,(2)初速度与电场垂直,粒子做抛物线运动。,以初速度方向为X 轴,电场方向为Y轴。,粒子的轨道方程为,带电粒子在静电场中的运动,解:如图所示,一束电子射线以速度v0 进入与v0 垂直的横向匀强电场中,由于电子受到一个与场强E方向相反的作用力,所以电子通过电场后将偏离原来v0方向。电子通过长为L 的偏转板所需的时间为,例8-19 试从示波器内电子束受到横向电场的偏折计算荧光屏上光点的位移。,带电粒子在静电场中的运动,L,在t1时间内,电子在y轴方向的位移分量为,相应的速度分量由零增加到,带电粒子在静电场中的运动,L,在此时间内,电子在y轴方向的位移为,电子通过偏转板后,不再受电场力的作用,它将以离开偏转板时的速度匀速前进,并打到荧光屏上。设偏转板中心到荧光屏的距离为d ,电子通过纵向距离d-L/2所需时间为,带电粒子在静电场中的运动,于是电子在荧光屏上产生的光点P离入射方向的横向位移为,上述结果指出:荧光屏上光点的位移y与偏转板中场强 的大小成正比,并随 的方向和大小的变化而上下移动。,带电粒子在静电场中的运动,

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