浙江省瓯海区三溪中学高二物理1.9《带电粒子在电场中的运动》课件.ppt

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1、带电粒子在电场中的运动第一章第九节仪器名称：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电场中的带电粒子一般可分为两类：1、带电的基本粒子：如电子，质子，α粒子，正负离子等。这些粒子所受重力和电场力相比在小得多，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、尘埃等。除非有说明或明确的暗示以外，一般都考虑重力。带电粒子在匀强电场中运动状态：匀变速直线运动—加速、减速匀变速曲线运动—偏转1.平衡（F合=0）2.匀变速运动（F合≠

2、0）静止匀速直线运动可能是例题1：右图所示，两平行金属板间加一电压U，有一带正电荷q、质量为m的带电粒子在电场力的作用下以初速v0开始从正极板向负极板运动，板间距离为d。则（1）带电粒子在电场中作什么运动？（2）粒子穿出负极板时的速度多大？（3）粒子穿出负极板后做什么运动？一般用“动能定理”求解分析：对于粒子来说，一般有mg<＜F，故可忽略。(1)带电粒子在电场中以加速度a=F/m=qU/md做匀加速直线运动。(2)由v2-vo2=2ad解得：或：由动能定理qU=mv2/2-mv02/2解得：←U→++v0v一、带电粒子的加速++++++++________UUE加速

3、匀速匀速一、带电粒子的加速若初速度为零，则带电粒子的末速度与两板间的电势差U有关，与板间距离d无关！！！若非匀强电场中,如何计算？例题1：实验表明，炽热的金属丝可以发射电子。在炽热金属丝和金属板间加以电压U=2500V，从炽热金属丝发射出的电子在真空中被加速后，从金属板的小孔穿出。电子射出后的速度有多大？设电子刚从金属丝射出时的速度为零。电子的质量为0.91×10-30kg，电子的电荷量e=1.6×10-19C两板的距离为20cm带电粒子：质子，电子，粒子等无特殊说明都不计重力，但不能忽略质量。如图所示，在P板附近有一电子由静止开始向Q板运动，则关于电子在两板间的运动

4、情况，下列叙述正确的是：()A.两板间距越大，加速的时间越长B.两板间距离越小，加速度就越大，则电子到达Q板时的速度就越大C.电子到达Q板时的速度与板间距离无关，仅与加速电压有关D.电子的加速度和末速度都与板间距离无关AC1.若带负电的粒子以V0由正板向负板运动，分析粒子运动情况思考：2.若粒子以初速度V0沿垂直场强方向进入电场，粒子的运动情况如何？二、带电粒子的偏转d++++++------二、带电粒子在电场中的偏转lv0d-qθvv0v⊥θyl/2已知m、q、U、d、V0、l求带电粒子的偏转量y和偏转角θ？粒子好象是从入射线中点直接射出来的d++++++-----

5、-二、带电粒子在电场中的偏转lv0d-qθvv0v⊥θyl/2求带电粒子打在荧光屏上的偏转量Y？LY三、带电粒子在电场中先加速再偏转←U1→--v0++++++------θvv0vylv0d-qy一带负电的粒子-q，质量为m，先在电压为U1的加速电场中由静止开始加速，后进入电压为U2的偏转电场中偏转，偏转极板的长度为l，板间距离为d,求粒子飞出时的偏转距离y和偏转角θ？电子枪荧光屏偏转电极+-XX、y、yXX、y、y亮斑如果在偏转电极XX’、YY’上不加电压，电子如何运动？如果在偏转电极XX’上不加电压，偏转电极YY’上加电压电子又如何运动？四、示波管原理课堂小结：

6、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P38练习第4题让一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子的混合物经过同一加速电场由静止开始加速，然后在同一偏转电场里偏转，它们是否会分为三股？请说明理由。比较离子在偏转电场的侧移距离y如果y不相同比较离子是否以相同偏角φ射出如果y相同如果φ不相同会分为三股如果φ相同不会分为三股会分为三股练习1：一个初速度为零的电子，在场强为4.0×103V/m的匀强电场中被加速，求经过

7、2.0×10-8s后，电子的速度和动能。(电子质量为0.91×10-30kg)解：①电子在匀强电场中的加速度:a=F/m=eE/m速度:v=at=eEt/m=1.4×107m/s②动能Ek==8.9×10-17J练习2。一动能为1000eV的电子，沿着与电场垂直的方向进入匀强偏转电场，已知偏转电极长6.0cm，相距离1cm，偏转电压4.0V，求电子离开偏转电场时的偏转角度。解：由偏转角度公式及1eV=1.6×10-19J,有==0.012解得：φ=0.69°练习3。两块平行的金属板A、B之间的电压是80V，一个电子以6.0×106m/s的速度从小孔C