带电粒子在电场中的运动.pptVIP

l + + + + + + - - - - - - U1 d 例1、离子发生器发射出一束质量为m，电荷量为q的正离子，从静止经加速电压U1加速后，获得速度，并沿垂直于电场线方向射入两平行板中间，受偏转电压U2作用后，以一定速度离开电场，已知平行板长为l，两板间距离为d，求： ⑴离子穿出加速电场速度v1的大小 ⑵离子在偏转电场中运动 的时间、加速度的大小 ⑶离子在离开偏转电场时的速度v2、偏转位移和偏转角的正切值 课堂练习： 课堂小结： 一、利用电场使带电粒子加速 二、利用电场使带电粒子偏转 从动力学和运动学角度分析 从做功和能量的角度分析 类似平抛运动的分析方法 粒子在与电场垂直的方向上做 匀速直线运动 粒子在与电场平行的方向上做 初速度为零的匀加速运动　 1、作用：观察电信号随时间变化的情况 2、组成：电子枪、偏转电极和荧光屏组成（管内抽成真空） 四、示波器 只在YY′电极间加信号电压U 每一个电子可认为在电压不变的匀强电场中偏转 每个电子在电场中运动时间很短 不同时刻进入电场的电子，偏转电压不同，屏上亮斑位置不同. 若只在YY′间加持续变化的信号电压呢? 若只在YY′间加持续变化的信号电压呢? U t 0 亮斑匀速向上移动 带电粒子在电场中的运动 1、匀变速直线运动的规律 速度公式： 复习回顾： 位移公式： 速度－位移公式： 2、平抛运动的规律 vx vy v O x y v0 x y 水平位移： 竖直位移： 水平速度： 竖直速度： 3、某些带电体是否需要考虑重力，要根据题目的暗示或运动状态来判定 1、微观带电粒子：如电子、质子、α粒子、正负离子等，除非有说明或明确的暗示以外，一般都不考虑重力（但不能忽略质量）。 2、宏观带电颗粒：如带电小球、带电液滴、带电油滴、带电尘埃等，除非有说明或明确的暗示以外，一般都要考虑重力。 电场中的带电粒子的分类： q U m ＋ － d F 思考： 1、带电粒子受力方向如何？恒力还是变力？大小多少？ 2、带电粒子将做什么运动？ 3、根据什么规律求粒子到达负极板时的速度？ 如图，在真空中有一对平行金属板，两板间电势差为U，一质量为m、带正电荷q的粒子，在静电场力的作用下由静止开始从正极板向负极板运动，计算它到达负极板时的速度（尝试用两种方法求解） 一、带电粒子在电场中的加速 方法一：利用功能关系求解 一、带电粒子在电场中的加速 解得： 由动能定理得： 方法二：利用牛顿运动定律和匀变速规律求解 由牛顿第二定律得： 根据匀变速规律： 思考：你认为哪种方法解题更快捷更具优越性？ 由于电场力做功与场强是否匀强无关，与运动路径也无关，故第一种方法仍适用！ F E A B 思考：如果两极板间不是匀强电场，该用何种方法求解？为什么？ 若粒子的初速度为零，则: 若粒子的初速度不为零，则: 解得： 1、如下图，水平放置的两平行金属板相距为h，一质量为m、带负电、电量大小为q的小球在B板下H处，以初速度v0竖直向上进入两板间恰好到达A板，求A、B两板间的电势差（重力加速度为g） 课堂练习： v0 h H A B ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ － － － － － － 由动能定理得： 解得： 2、试推导偏移距离 y和偏转角θ？ 1、带电粒子垂直电场方向进入电场中将如何运动？ 二、带电粒子在电场中的偏转 仅受 电场力 ⑴粒子做什么性质的运动？ ⑵为计算y，需要知道哪些物理量？ 偏移距离 y的计算 匀变速曲线运动 水平方向：匀速直线运动 竖直方向：匀加速直线运动 ⑶这些物理量能计算出吗？ ⑴怎样计算偏转角θ？ 偏转角θ的计算 对于不同的带电粒子: ⑵若以相同的动能射入，则： ⑶若经相同电压U0加速后射入，则： 结论：电性相同的不同的带电粒子，经过同一电场加速后又进入同一偏转电场，它们的运动轨迹重合，偏移距离和偏转角都相同 ⑴若以相同的速度射入，则: 对偏移距离 y的讨论 y与q、m均无关 一束电子从静止开始经U0=5000V的电压加速后，在距两极板等间距处垂直进入平行板间的匀强电场，若两板间距d=1.0cm，板长l=5.0cm，要使电子能从平行板间飞出，两板之间的偏转电压U最大为多少？ U0 d l 提示：由偏转位移公式可知：偏转电压越高，偏转位移就越大；设电子刚好能从极板边缘飞出，即这时偏转位移最大等于d/2，所加偏转电压也为最大值. 课堂练习·： 答案：U=400V