带电粒子在电场中的偏转.ppt

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1、带电粒子在电场中的偏转 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望教学目标教学目标 1了解带电粒子在匀强电场中只受电场了解带电粒子在匀强电场中只受电场 力力(恒力），带电粒子做匀变速运动。恒力），带电粒子做匀变速运动。2重点掌握初速度与场强方向垂直的带重点掌握初速度与场强方向垂直的带电粒子在匀强电场中的运动电粒子在匀强电场中的运动(类平抛运动类平抛运动)。复习复习一、带电粒子在电场中的加速一、带电粒子在电场中的加速A AB BU Ud dE E+F Fv 若不

2、计粒子重力，该粒子将沿若不计粒子重力，该粒子将沿电场线从静止开始做电场线从静止开始做匀加速直匀加速直匀加速直匀加速直线运动线运动线运动线运动。d-+lv0d+q思考：思考：（1）分析）分析带电粒子受力？（不计重力）带电粒子受力？（不计重力）（2）带电粒子在电场中作什么运动？）带电粒子在电场中作什么运动？（3）运动轨迹怎样？（假如能穿出电场）运动轨迹怎样？（假如能穿出电场）UmXV0tVxV0；Vygt；水平水平X（匀速）：（匀速）：竖直竖直y（自由落体）：（自由落体）：vxovyxyvt)XYgv0回顾：平抛运动回顾：平抛运动受力特点：只受重力，受力特点：只受重力，G V0，a=g （1 1）

3、如何求粒子在电场中运动的时间）如何求粒子在电场中运动的时间t?t?讨论与交流讨论与交流（2 2）如何求粒子在电场运动的加速度）如何求粒子在电场运动的加速度a a？（3 3）如何求粒子穿出电场时在竖直方向上的速度）如何求粒子穿出电场时在竖直方向上的速度?(4)(4)如何求粒子射出板间时偏转的距离如何求粒子射出板间时偏转的距离y?y?（5 5）合速与水平方向的夹角的正切值是多少？）合速与水平方向的夹角的正切值是多少？练习1、带电粒子以初速度、带电粒子以初速度V0垂直电场方向进入平行金属垂直电场方向进入平行金属板形成的匀强电场中，它离开电场时，偏离原方板形成的匀强电场中，它离开电场时，偏离原方向的距

4、离为向的距离为y，偏转角为，偏转角为,下列说法正确的是下列说法正确的是（）A、粒子在电场中作类平抛运动、粒子在电场中作类平抛运动B、偏转角、偏转角与粒子的电量和质量无关与粒子的电量和质量无关C、粒子穿过电场的时间，决定于极板长和粒子进、粒子穿过电场的时间，决定于极板长和粒子进入电场时的初速度入电场时的初速度D、粒子的偏移距离、粒子的偏移距离y，与加在两极板上的电压无关，与加在两极板上的电压无关AC练习练习2、带电粒子垂直进入匀强电场中偏转时，、带电粒子垂直进入匀强电场中偏转时，（除电场力外不计其它力的作用）则粒子（除电场力外不计其它力的作用）则粒子 （）A、电势能增加，动能增加、电势能增加，动

5、能增加B、电势能减少，动能增加、电势能减少，动能增加C、电势能和动能都不变、电势能和动能都不变D、以上说法都不正确、以上说法都不正确B3.两质子分别以速度两质子分别以速度 v 和和 2v 垂直场强方向射入垂直场强方向射入同一匀强电场中，则两质子同一匀强电场中，则两质子离开电场时：离开电场时：在电场中运动时间之比为在电场中运动时间之比为_。沿场强方向偏移的距离之比为沿场强方向偏移的距离之比为_。2:14:1练习练习例题：如图例题：如图1-8-3，两个相同的极板，两个相同的极板Y与与Y1的长度的长度l=6cm,相距相距d=2cm，极板间的电压，极板间的电压U=200v，一个，一个电子沿平行极板的方

6、向射入电场中，射入电场时的电子沿平行极板的方向射入电场中，射入电场时的速度是速度是V0=3.0107m/s，求电子射出电场时沿垂直，求电子射出电场时沿垂直于板面方向偏移的距离于板面方向偏移的距离y?解：粒子在电场中做类平抛运动解：粒子在电场中做类平抛运动水平方向：水平方向：L=vot 竖直方向：由牛顿第二定律得竖直方向：由牛顿第二定律得 a=F/m=eE/m=eU/md 在电场方向偏移的距离为：在电场方向偏移的距离为：y=at2/2 由由得：得：代入数据得：代入数据得：y=0.36cm即电子射出时沿垂直于板面方向偏离即电子射出时沿垂直于板面方向偏离0.36cm课堂小结课堂小结：二、带电粒子在电

7、场中偏转二、带电粒子在电场中偏转（运动的合成和分解）（运动的合成和分解）沿初速度方向沿初速度方向 沿电场力方向沿电场力方向速度：速度：偏转角：偏转角：v=一、带电粒子在电场中的偏转就是一个一、带电粒子在电场中的偏转就是一个类平抛类平抛的运动。的运动。粒子在与电场垂直的方向上做粒子在与电场垂直的方向上做匀速直线运动，匀速直线运动，粒子在与粒子在与电场平行的方向上做电场平行的方向上做初速为零的匀加速运动。初速为零的匀加速运动。作业：课本P23第2题再再见见例例题题：如：如图图所示，一个所示，一个质质量量为为m m、带电带电量量为为q q的粒子，的粒子，由静止开始，先由静止开始，先经过电压为经过电压

8、为U U1 1的的电场电场加速后，再垂加速后，再垂直于直于场场强强方向射入两平行金属板方向射入两平行金属板间间的匀的匀强强电场电场中。中。两金属板板两金属板板长为长为l l，间间距距为为d d，板，板间电压为间电压为U U2 2。求粒。求粒子射出两金属板子射出两金属板间时间时偏偏转转的距离的距离y?y?分析分析:这个例题包含有加速和偏转两个物理过程这个例题包含有加速和偏转两个物理过程 加速过程使粒子获得速度加速过程使粒子获得速度v0，由动能定理，由动能定理偏转过程经历的时间偏转过程经历的时间 偏转过程加速度偏转过程加速度所以偏转的距离所以偏转的距离 讨论：讨论：（1）偏转的距离）偏转的距离y仅

9、由仅由 决定，与带决定，与带电粒子电粒子 无关。无关。（2）要增大偏转的距离）要增大偏转的距离y，可采取的措施有：，可采取的措施有：结论：结论：（1）偏转的距离）偏转的距离y仅由加速电场和偏转电场的情仅由加速电场和偏转电场的情况决定，与带电粒子的电量、质量无关。况决定，与带电粒子的电量、质量无关。（2）要增大偏转的距离）要增大偏转的距离y，可采取的措施有：减，可采取的措施有：减少加速电压少加速电压U1或增大偏转电压或增大偏转电压U2。二、带电粒子在电场中的偏转二、带电粒子在电场中的偏转 UL L-+Y YdY Y 如如图图所所示示，在在真真空空中中水水平平放放置置一一对对金金属属板板Y和和Y，

10、板板间间距距离离为为d。在在两两板板间间加加以以电电压压U，一一电电荷荷量量为为q质质量量为为m的的带带电电粒粒子子从从极极板板中中央央以以水水平平速速度度v0射射入入电电场场。(不不计粒子的重力计粒子的重力)v0 q qm带电粒子在电场中作什么运动？带电粒子在电场中作什么运动？图错了结论结论与粒子荷质比与粒子荷质比q/m成正比成正比与粒子初速度与粒子初速度v0平方成反比平方成反比与电场的属性与电场的属性U、l、d有关有关与粒子荷质比与粒子荷质比q/m成正比成正比与粒子初速度与粒子初速度v0平方成反比平方成反比与电场的属性与电场的属性U、l、d有关有关与粒子与粒子初动能初动能成反比成反比与粒子

11、与粒子初动能初动能成反比成反比3 3、质子、质子(质量为质量为mm、电量为、电量为e)e)和二价氦离子和二价氦离子(质量为质量为4m4m、电量为、电量为2e)2e)以相同的以相同的初动能初动能垂垂直射入同一偏转电场中，离开电场后，它直射入同一偏转电场中，离开电场后，它们的偏转角正切之比为们的偏转角正切之比为 ，侧移之，侧移之比为比为 。练习练习与与电量电量成正比成正比与与电量电量成正比成正比1:21:2三、示波器三、示波器 1 1、作用作用：观察电信号随时间变化的情况：观察电信号随时间变化的情况.2 2、组成组成：核心部件是：核心部件是示波管示波管（内部是真空的）（内部是真空的）它由电子枪、偏

12、转电极和荧光屏组成。它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成。电子枪电子枪偏转电极偏转电极-+荧光屏荧光屏YYXXYYXX详细分析讲解例题2。vovv d+-2 2、带电粒子在电场中的偏转带电粒子在电场中的偏转 lv0d-qvv0vyl/2解：粒子解：粒子vo在电场中做类平抛运动在电场中做类平抛运动沿电场方向匀速运动所以有：沿电场方向匀速运动所以有：L=vot 电子射出电场时，电子射出电场时，在垂直于电场方向偏移的距离为：在垂直于电场方向偏移的距离为：y=at2/2 粒子在垂直于电场方向的加速度：粒子在垂直于电场方向的加速度：a=F/m=eE/m=eU/md 由由得：得：代入数据得：代入数据得：y=0.36m即电子射出时沿垂直于板面方向偏离即电子射出时沿垂直于板面方向偏离0.36m电子射出电场时沿电场方向的速度不变仍为电子射出电场时沿电场方向的速度不变仍为vo，而垂直于，而垂直于电场方向的速度：电场方向的速度：故电子离开电场时的偏转故电子离开电场时的偏转角为：角为：代入数据得：代入数据得：=6.8