物理 第一章 静电场 第九节 带电粒子在电场中的加速和偏转 新人教版选修3-1 .ppt

带电粒子在电场中带电粒子在电场中的加速和偏转的加速和偏转一一.带电粒子的加速带电粒子的加速.如图，带负电的小球静止在水平放置的带电平行如图，带负电的小球静止在水平放置的带电平行板间，距下板板间，距下板h，板间电压，板间电压U1，如果两板间电势差，如果两板间电势差减为减为U2，则小球运动到极板上需要多长时间？，则小球运动到极板上需要多长时间？（板间距离为（板间距离为d）典型情景典型情景h典型例题典型例题【例题例题1】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电压在炽热金属丝和金属板间加以电压U2500V(如图如图)，从炽热金属丝发射出的电子在真空中被加速后，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。电子穿出后的速度有多大？从金属板的小孔穿出。电子穿出后的速度有多大？设电子刚从金属丝射出时的速度为零。电子质量设电子刚从金属丝射出时的速度为零。电子质量m0.9110-30kg，电子的电荷量，电子的电荷量e1.61019C。典型例题典型例题【例题例题2】下列粒子从初速度为零的状态经过加下列粒子从初速度为零的状态经过加速电压为速电压为U的电场后，哪种粒子的速率最大的电场后，哪种粒子的速率最大 A质子质子 B氘核氘核 C粒子粒子 D钠离子钠离子变式练习变式练习1.如图，一质量为如图，一质量为m=0.005千克、带电量大小为千克、带电量大小为110-3C的负电荷液滴从距的负电荷液滴从距A板高板高h=0.4m处自由下处自由下落，通过小孔落，通过小孔C进入匀强电场，液滴恰好无法到达进入匀强电场，液滴恰好无法到达B板，板，A、B板间距板间距d=0.8m。(g取取10m/s2)（1）确定）确定A、B两极板带电的正、负及两极板带电的正、负及A、B板间板间 的电势差的电势差 电池（2）如图，）如图，A、B板始终与电池连着，把板始终与电池连着，把A板上移板上移 或下移，液滴会不会落到或下移，液滴会不会落到B板上板上（3）若把）若把B板上移，液滴将如何运板上移，液滴将如何运动？动？（4）若把）若把B板下移呢？板下移呢？2、带电粒子的偏转：、带电粒子的偏转：+-+v0yL带电粒子作类平抛运动：带电粒子作类平抛运动：在平行于极板的方在平行于极板的方向做匀速直线运动：向做匀速直线运动：在垂直于极板的方向做初速为零的匀加速在垂直于极板的方向做初速为零的匀加速直线运动：直线运动：（1）侧向位移：）侧向位移：（偏移量）（偏移量）（2）偏向角：）偏向角：（3）侧向位移与偏向角：）侧向位移与偏向角：（4）侧向速度：）侧向速度：示波管的构造及功能示波管的构造及功能1 1、电子枪：发射并加速电子、电子枪：发射并加速电子2 2、竖直偏转电极：使电子束竖直偏转（加信号电压）、竖直偏转电极：使电子束竖直偏转（加信号电压）3 3、水平偏转电极：使电子束水平偏转（加扫描电压）、水平偏转电极：使电子束水平偏转（加扫描电压）4 4、荧光屏：显示图象、荧光屏：显示图象1.如图所示，电子在电势差为如图所示，电子在电势差为U1的加速电场中由静的加速电场中由静止开始运动，然后射入电势差为止开始运动，然后射入电势差为U2的两块平行金的两块平行金属板间的电场中，方向与极板平行，整个装置处在属板间的电场中，方向与极板平行，整个装置处在真空中，重力可忽略不计，在满足电子能射出平行真空中，重力可忽略不计，在满足电子能射出平行板区的条件下，下述四种情况中，一定能使电子偏板区的条件下，下述四种情况中，一定能使电子偏转角增大的是：转角增大的是：()A、U1变大，变大，U2变大变大B、U1变小，变小，U2变大变大C、U1变大，变大，U2变小变小D、U1变小，变小，U2变小变小典型例题典型例题典型例题典型例题2.三个质量相同、分别带正电、负电和不带电的小三个质量相同、分别带正电、负电和不带电的小球，以相同的速率在带电平行金属板间的球，以相同的速率在带电平行金属板间的P点沿垂点沿垂直于电场方向射入电场，分别落在直于电场方向射入电场，分别落在A、B、C三点，三点，如图所示，则：如图所示，则：()A、落在、落在A点的小球带正电、点的小球带正电、B点的小球不带电、点的小球不带电、C点的小球带负电点的小球带负电B、三小球在电场中的运动时间相等、三小球在电场中的运动时间相等C、三小球到达正极板时的动能关系是：、三小球到达正极板时的动能关系是：EkAEkBEkCD、三小球在电场中的加速度关系是：、三小球在电场中的加速度关系是：aAaBaC ABC+_思考：思考：电子经加速电压为电子经加速电压为U U1 1的加速电场加速后垂直的加速电场加速后垂直进入偏转电场，离开偏转电场时偏转量是进入偏转电场，离开偏转电场时偏转量是h h，两平，两平行板间的距离为行板间的距离为d d，电压为，电压为U U2 2，板长为，板长为L L，每单位电，每单位电压引起的偏移压引起的偏移h/Uh/U2 2叫做示波管的灵敏度，为了提高叫做示波管的灵敏度，为了提高灵敏度，可采用什么方法？灵敏度，可采用什么方法？例例2 2：一束：一束电子电子流经流经U=5000VU=5000V的加速电压加速的加速电压加速后，在距两极板等距处垂直进入平行板间的后，在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场，若两板间距匀强电场，若两板间距d=1.0cmd=1.0cm，板长，板长L=5.0cmL=5.0cm，那么，要使电子能从平行板间飞出，那么，要使电子能从平行板间飞出，两个极板上最多能加多大电压？两个极板上最多能加多大电压？典型例题典型例题.临界电压临界电压练习练习3 3：水平放置的两平行金属板，板长：水平放置的两平行金属板，板长L=1.0mL=1.0m，板间距离，板间距离d=0.06md=0.06m，上板带正电，下，上板带正电，下板带负电，两板间有一质量板带负电，两板间有一质量m=0.1gm=0.1g、带电荷、带电荷量量q=-4q=-41010-7-7C C的的微粒微粒沿水平方向，从两板中沿水平方向，从两板中央处以央处以v v0 0=10m/s=10m/s的初速度射入匀强电场，要的初速度射入匀强电场，要使带电微粒能穿出极板，两极间电压值的范使带电微粒能穿出极板，两极间电压值的范围是多少？（不计空气阻力，围是多少？（不计空气阻力，g g取取10m/s10m/s2 2）典型例题典型例题.临界电压临界电压