带电粒子在电场中的运动8.ppt

复习： 牛顿第二定律 平抛运动 动能定理  ⑵ 带电粒子在非匀强电场中的加速 一般从能量的角度分析： 北京正负电子对撞机概况：  北京正负电子对撞机（BEPC）总体简图 小结： 1、带电粒子在电场中加速 解决方法：动能定理 小结： 作业： 书后练习P39页1,3,4,5写在作业本上 质量检测 * * 带电粒子在电场中的运动 张 纬 教学目标: 1、能用力的观点和能量的观点，分析带电粒子在电场中的运动问题。 2、能用运动合成和分解的方法分析带电粒子在匀强电场中的类平抛运动问题。 二、带电粒子在电场中的两种运动： 1、带电粒子在电场中的加速 2、带电粒子在电场中的偏转 一、带电粒子： 1、基本粒子：如电子、质子、α粒子、离子等除有说明或明确的暗示外，一般都不考虑重力（但不能忽略质量）。 2、带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或明确的暗示以外，一般都不能忽略重力。 V1 1、带电粒子在电场中的加速 V2 U + - V1 在真空中的一对平行金属板，板间距为d,两板间加电压为U，一正电荷电量为q从正极板某处沿电场方向以速度V1进入板间： 1、运动状态分析 2、功能关系分析 ⑴带电粒子在匀强电场中的加速 法1（运动学角度）： 根据牛顿定律 a = F/m = qU/dm 运动学公式：v2 =2ad 2qU m v= 法2（能量角度）： 根据动能定理 qU = mv2/2 设v1=0,求末速度v的方法： U + - 例1、下列粒子从初速度为零的状态经加速电压为U的电场后，哪种粒子速度最大（ ）A、质子 B、氘核 C、氦核 D、氚核 A ⑶多级加速器 北京正负电子对撞机（BEPC）于1988年10月在中国科学院高能物理所建成。它坐落于北京西郊东側，占地50000平方米。它由注入器（BEL）、输运线、储存环、北京谱仪（BES）和同步辐射装置（BSRF）等几部分组成。注入器是一台200米长的直线加速器，用于为储存环提供能量为1.1—1.55GeV的正负电子束。输运线连接注入器和储存环，将注入器输出的正负电子分别传送到储存环里。储存环是一台周长为240.4米的环型加速器，它将正负电子加速到需要的能量，并加以储存。用于高能物理研究的大型探测器―北京谱仪位于储存环南侧对撞点。 d + + + + + + - - - - - - 2、带电粒子在电场中的偏转 l v0 d -q φ v v0 v⊥ φ y l/2 V Vx Vy - - - - - - V0 + + + + + + U 设质量为m,电量为q的带电粒子以初速度V0沿垂直于电场的方向进入长为L,间距为d,电势差为U的平行金属板间的匀强电场中（不计粒子的重力），则分析： (1)粒子穿越电场的时间t 粒子在垂直电场方向以V0 做匀速直线运动,L= V0t, (2)粒子离开电场时的速度V 粒子沿电场方向做匀加速直线运动,加速度 粒子离开电场时平行电场方向的分速度 所以: L 得 V Vx Vy - - - - - - V0 + + + + + + U 设质量为m,电量为q的带电粒子以初速度V0沿垂直于电场的方向进入长为L,间距为d,电势差为U的平行金属板间的匀强电场中（不计粒子的重力），则分析： L (3)粒子离开电场时的侧移距离y (4)粒子离开电场时的速度偏角 所以: y 例2、如图所示，质量为m，带电量为q的负离子以v0的速度，沿与场强垂直的方向从A点飞入匀强电场，并从另一侧B点沿与场强方向成150°角飞出．则A、B两点间的电势差是多少?（不计重力） qE Vy V0 Vt 1500 E A B V0 例3、如图,电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始运动,然后射入电势差为U2的两块平行极板间的电场中,入射方向跟极板平行.整个装置处在真空中,重力可忽略.在满足电子能射出平行板区的条件下,下述四种情况中,一定能使电子的偏转角ф变大的是 ( ) (A)U1变大、U2变大 (B)U1变小、U2变大 (C)U1变大、U2变小 (D)U1变小、U2变小 B U1 U2 ф 示波管（CRT）结构简介 A1：第一阳极 G：控制栅极 K：阴极 F：灯丝 G：对应亮度旋钮 A2：第二阳极 K G A1 A2共同完成聚焦 X：水平偏转板 Y：竖直偏转板 荧光屏 电子枪、偏转系统、荧光屏 V0 Vt q m + + – u qU= mv2- mv2 2 1 2 1 t 0 2、带电粒子在电场中的偏转 解决方法：运动的合成和分解（类平抛运动） Vx=V0 E V Vy V0 y U X θ 水平