教育专题：带电粒子在电场中的运动.ppt

枪声枪声一、带电粒子的加速一、带电粒子的加速 如图如图所示，在真空中有一所示，在真空中有一对平行金属板对平行金属板A、B，两板间两板间加以电压加以电压 U.求：求：若质量为若质量为m、电量为电量为+q的的粒子由粒子由A板静止释放，求到板静止释放，求到达板达板B的速度的速度.m+qUU+q m+_1 1、在匀强电场中运动、在匀强电场中运动=?F2 2、在非匀强电场的运动、在非匀强电场的运动n 例题例题11实验表明炽热的金属丝可以发射电子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在炽热金属丝和金属板间加以U U=2500=2500V V，从炽，从炽热金属丝发射出的电子在真空中被加速后，从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，电子穿出后的速度多大？金属板的小孔穿出，电子穿出后的速度多大？电电子子枪枪原原理理3 3、简介多级加速、简介多级加速如下图所示是多级加速装置的原理图：如下图所示是多级加速装置的原理图：由动能定理得由动能定理得:带电粒子经带电粒子经n级的级的电场加速后增加的动能为：电场加速后增加的动能为：19881988年年1010月月1616日日北京正负电子对撞机北京正负电子对撞机，实现正负电子第一次对撞成功，成为我实现正负电子第一次对撞成功，成为我国继原子弹、氢弹、卫星之后，在高技国继原子弹、氢弹、卫星之后，在高技术领域取得的又一重大成果。术领域取得的又一重大成果。m+q+_V0二、带电粒子的偏转二、带电粒子的偏转 例题例题22如图所示，在真空中有一对平行金属板如图所示，在真空中有一对平行金属板A A、B B，板间距离为板间距离为d d，板长为板长为L L,两板间加以电压两板间加以电压 U U，现有一质量为现有一质量为m m、电量为电量为-q q的粒子以初速度的粒子以初速度V Vo o垂直垂直场强方向射入电场。场强方向射入电场。v0 ld+-qvv0vyyF带电粒子的加速带电粒子的加速与偏转偏转+-qvv0vyy垂直电场方向：匀速直线运动垂直电场方向：匀速直线运动平行电场方向：匀加速直线运动平行电场方向：匀加速直线运动U1mU2+_解析：电场电场中中:匀加速直线运动匀加速直线运动电场中:V0VVxVy-V0+U(1)粒子穿越电场的时间粒子穿越电场的时间 t粒子在垂直电场方向以粒子在垂直电场方向以V0做匀速直线运动做匀速直线运动,L=V0 t,(2)(2)粒子离开电场时的速度粒子离开电场时的速度V V 粒子沿电场方向做匀加速直线运动粒子沿电场方向做匀加速直线运动,加速度加速度粒子离开电场时平行电场方向的分速度粒子离开电场时平行电场方向的分速度所以所以:L得得VVxVy-V0+UL(3)(3)粒子离开电场时的侧移距离粒子离开电场时的侧移距离y y(4)(4)粒子离开电场时的速度偏角粒子离开电场时的速度偏角所以所以:y1.1.加速度加速度:2.2.飞行时间飞行时间:3.3.侧移距离侧移距离:4.4.偏转角偏转角:5.出射速度出射速度:带电粒子的偏转带电粒子的偏转类平抛运动类平抛运动U1+_电场中加速电场中加速电场中偏转电场中偏转+_U2先加速后偏转 例题例题33 让一价氢离子、一价氦离让一价氢离子、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，它们是否会同一偏转电场里偏转，它们是否会分为三股？请说明理由分为三股？请说明理由。解答：若不同的粒子，从静止经过同一解答：若不同的粒子，从静止经过同一电场加速电压加速后进入偏转电场电场加速电压加速后进入偏转电场侧移、偏转角大小侧移、偏转角大小与粒子与粒子q q，m m 无关，无关，即都相同即都相同将将带入带入 式得：式得：由动能定理有：由动能定理有：侧移距离侧移距离:偏转角偏转角:荧光屏荧光屏偏转电极偏转电极电子枪电子枪真空玻璃管示波管原理示波器.swf小结:我们怎样实现对带电粒子的控制？我们怎样实现对带电粒子的控制？带电粒子在电场中运动的规律？带电粒子在电场中运动的规律？