1、带电粒子在电场中的运动(一)一、带电粒子的加速1、运动状态分析:带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场,受到的电场力与运动方向在同一条直线上,作匀加速(或匀减速)直线运动其加速度为2、常用方法:动能定理若粒子的初速度为零,则 ;若粒子的初速度不为零,则 特别提醒:静止的带电粒子在匀强电场中只受电场力作用将做匀加速直线运动,如果是匀强电场就跟物体在重力场中的自由落体运动相似;而当初速度与电场力在一条直线上时,做初速度不为零的匀变速运动如果是非匀强电场中,加速度变化,带电粒子做非匀变速直线运动二、带电粒子的偏转1、运动状态分析:带电粒子以速度 v0垂直于电场线方向飞入两带电平行板产生的匀强电场中
2、,受到恒定的与初速度方向成 90角的电场力作用而做匀变速曲线运动2、常用方法:运动的合成与分解,用类似平抛运动的方法分析处理沿初速度方向做速度为 v0 的匀速直线运动沿电场力方向做初速度为零的匀加速直线运动加速度: ;速度:位移:粒子离开电场时的偏转距离离开电场时的偏转角特别提醒:对带电粒子在电场中的偏转问题也可以选择动能定理求解,但只能求出速度大小,不能求出速度方向,涉及到方向问题,必须采用把运动分解的方法例 1、若 m、q 各不相同的带电粒子从静止经过同一电场加速(加速电压为 U 加),再进入同一偏转电场(偏转电压为 U 偏),则其偏移量 y 和偏转角 各为多少?有何特点?解析:经加速后的
3、速度 ,故偏移量 (与电荷的 m、q 无关)偏转角 (与电荷的 m、q 无关)即偏移量 y 和偏转角 均与 m、q 无关例 2、在图所示的装置中,A、B 是真空中竖直放置的两块平行金属板,它们与调压电路相连,两板间的电压可以根据需要而改变当两板间的电压为 U 时,质量为 m、电量为q 的带电粒子,以初速度 v0从 A 板上的中心小孔沿垂直两板的虚线射入电场中,在非常接近 B 板处沿原路返回,在不计重力的情况下,要想使带电粒子进入电场后在 A、B 板的中点处返回,可以采用的办法是( )A使带电粒子的初速度变为 v0/2B使 A、B 板间的电压增加到 2UC使初速度 v0和电压 U 都减小到原来的一半D使初速度 v0和电压 U 都增加到原来的 2 倍解析:带电粒子进入电场后做匀减速直线运动,加速度大小为 ,其中 d 是A、B 板间的距离带电粒子进入电场中的位移为由此式可见:当 v0变为原来的 1/2 时,位移为原来的 1/4;当 U 变为原来的2 倍时,位移为原来的 1/2;当 v0与 U 同时变为原来的 1/2 时,位移为原来的l/2;当 v0与 U 同时变为原来的 2 倍时,位移为原来的 2 倍答案:BC点评:带电粒子在电场中,既可加速运动,也可减速运动作减速运动时,电场力做负功,是动能转化为电势能的过程