带电粒子在电场中的运动之偏转.ppt

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1、物理 教科版第六章 静电场 带电粒子在电场中运动带电粒子在电场中运动 之偏转及综合问题的分析之偏转及综合问题的分析第一页，编辑于星期一：十三点 三十七分。定向移动 1带电带电粒子在粒子在电场电场中的偏中的偏转转(1)条件分析：条件分析：带电带电粒子垂直于粒子垂直于电场线电场线方向方向进进入匀入匀强强电场电场(2)运运动动性性质质:运运动动(3)处处理方法：分理方法：分 解解 成成 相相 互互 垂垂 直直 的的 两两 个个 方方 向向 上上 的的 .，类类似于似于 。(4)运运动规动规律：律：沿初速度方向做沿初速度方向做 运运动动，沿沿电场电场力方向，做力方向，做 运运动动。匀变速曲线直线运动平

2、拋运动匀速直线匀加速直线匀加速直线第二页，编辑于星期一：十三点 三十七分。带电粒子在电场中的重力问题特别提醒特别提醒(1)(1)基本粒子基本粒子：(2)(2)带电颗粒带电颗粒：如电子、质子、如电子、质子、粒子、离子等除有说粒子、离子等除有说明或有明确的暗示以外，一般都不考虑明或有明确的暗示以外，一般都不考虑重力重力(但并不忽略质量但并不忽略质量)如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或有明确的暗示以外，一般都不能忽略重或有明确的暗示以外，一般都不能忽略重力力第三页，编辑于星期一：十三点 三十七分。带电粒子在匀强电场中的偏转带电粒子在匀强电场中的偏转 ld+-+

3、Uv0q、mF+vv0vyy偏转角偏转角侧移侧移第四页，编辑于星期一：十三点 三十七分。n【例1】质量为 m、电荷量为q 的带电粒子以初速V0 沿垂直于电场的方向，进入长为 l、间距为d、电压为U 的平行金属板间的匀强电场中，粒子将做匀变速曲线运动，如图所示，若不计粒子重力，求 n（1）粒子离开电场时的侧移距离；n（2）粒子离开电场时的偏转角 的正切。Udlqv0y第五页，编辑于星期一：十三点 三十七分。带电粒子在匀强电场中的偏转带电粒子在匀强电场中的偏转与粒子比荷与粒子比荷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有关有关第六页，编辑

4、于星期一：十三点 三十七分。带电粒子在匀强电场中的偏转带电粒子在匀强电场中的偏转与粒子比荷与粒子比荷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有关有关第七页，编辑于星期一：十三点 三十七分。L L拓展拓展1 1、加速和偏转一体加速和偏转一体+-vv0vy+_U1U2v0-qmyO第八页，编辑于星期一：十三点 三十七分。第九页，编辑于星期一：十三点 三十七分。拓展拓展拓展拓展2 2 2 2、试证明：带电粒子垂直进入偏转电场，离开电、试证明：带电粒子垂直进入偏转电场，离开电、试证明：带电粒子垂直进入偏转电场，离开电、试证明：带电粒子垂直进入

5、偏转电场，离开电场时就好象是从初速度所在直线的场时就好象是从初速度所在直线的场时就好象是从初速度所在直线的场时就好象是从初速度所在直线的中点沿直线中点沿直线离开离开离开离开电场的。电场的。电场的。电场的。x第十页，编辑于星期一：十三点 三十七分。例2】如图所示，k级发射出电子，经过KS之间的加速电场加速后，进入AB间的偏转电场，AB两板间的电压为U2，射出电场后将射到电子屏幕上。求电子打在屏幕上时的偏移距离Y。第十一页，编辑于星期一：十三点 三十七分。电子在加速电场中加速，由动能定理得在偏转电场中有粒子离开偏转电场时的侧移距离 电子离开电场时沿电场方向的速度为 t avy=设飞出两板间时的速度

6、方向与水平方向夹角为 则所以又解析解析 0vLt=第十二页，编辑于星期一：十三点 三十七分。示波器的原理示波器的原理1.示波器作用：是一种用来观察电信号随时间变化示波器作用：是一种用来观察电信号随时间变化的电子仪器。的电子仪器。2.它的核心部件是示波管：由电子枪、偏转电极和它的核心部件是示波管：由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，管内抽成真空。荧光屏组成，管内抽成真空。第十三页，编辑于星期一：十三点 三十七分。产生产生高速高速飞行飞行的的电子束电子束使电子沿使电子沿x x方向方向偏移偏移示波器的原理示波器的原理使电子沿使电子沿y方向方向偏移偏移第十四页，编辑于星期一：十三点 三十七分。1 1）、如

7、果在电极）、如果在电极XXXX之间不加电压，而在之间不加电压，而在YYYY之间加之间加不变电压不变电压，使，使Y Y的电势比的电势比YY高，高，电子将打在荧光屏的什么位置？电子将打在荧光屏的什么位置？电子沿电子沿Y Y方向方向向上向上偏移偏移示波器的原理示波器的原理第十五页，编辑于星期一：十三点 三十七分。2 2）、如果在电极）、如果在电极XXXX之间不加电压，而在之间不加电压，而在YYYY之间加之间加不变电压不变电压，使，使YY的电势比的电势比Y Y高，高，电子将打在荧光屏的什么位置？电子将打在荧光屏的什么位置？电子沿电子沿Y Y方向方向向下向下偏移偏移示波器的原理示波器的原理第十六页，编辑

8、于星期一：十三点 三十七分。若两偏转电极间都不加偏转电压，则电子束将打在荧光屏的中心若两偏转电极间都不加偏转电压，则电子束将打在荧光屏的中心U Uy yt tOO电子在极板间运动的时间极短，可认为此瞬间极板间电压不变电子在极板间运动的时间极短，可认为此瞬间极板间电压不变第十七页，编辑于星期一：十三点 三十七分。U Ux xt tOO要想增加要想增加X X轴方向扫描线的宽度，怎么办？轴方向扫描线的宽度，怎么办？第十八页，编辑于星期一：十三点 三十七分。第十九页，编辑于星期一：十三点 三十七分。如果在如果在YYYY之间加如图所示的之间加如图所示的交变电压交变电压，同时，同时在在XXXX之间加之间加

9、锯齿形扫描电压锯齿形扫描电压，在荧光屏上，在荧光屏上会看到什么图形？会看到什么图形？XYOA B CD E FA B CD E FABOCt1DEFt2示波器的原理示波器的原理第二十页，编辑于星期一：十三点 三十七分。U Ux xt tOO满足什么条件才能得到稳定正满足什么条件才能得到稳定正确的波形？确的波形？U Uy yt tOOT TT T2T2TT T扫扫=NT=NT第二十一页，编辑于星期一：十三点 三十七分。考点带电粒子在交变电场中的运动 甲 乙 例3如图甲所示，热电子由阴极飞出时的初速度忽略不计，电子发射装置的加速电压为U0，电容器板长和板间距离均为L10 cm，下极板接地，电容器右

10、端到荧光屏的距离也是L10 cm，在电容器两极板间接一交变电压，上极板的电势随时间变化的图象如图乙所示(每个电子穿过平行板的时间都极短，可以认为电子穿过平行板的过程中电压是不变的)求：第二十二页，编辑于星期一：十三点 三十七分。解析解析 第二十三页，编辑于星期一：十三点 三十七分。解析解析 时即根据三角形相似得所以所以由知（2）第二十四页，编辑于星期一：十三点 三十七分。解答带电粒子在交变电场中运动的思维方法 1 1分析时从两条思路出发：一是力和分析时从两条思路出发：一是力和运动的关系，根据牛顿第二定律及运动运动的关系，根据牛顿第二定律及运动学规律分析；二是功能关系学规律分析；二是功能关系 2

11、 2此类题型一般有三种情况：一是粒子做此类题型一般有三种情况：一是粒子做单向直线运动单向直线运动(一般用牛顿运动定律或动能一般用牛顿运动定律或动能定理求解定理求解)，二是粒子做往返运动二是粒子做往返运动 (一般一般分段研究分段研究)，三是粒子做偏转运动三是粒子做偏转运动(一般根据一般根据交变电场的特点分段研究交变电场的特点分段研究)第二十五页，编辑于星期一：十三点 三十七分。拓展提高拓展提高如图所示，是一个匀强电场的电场强度随时间变化的图象，在这个匀强电场中有一个带电粒子，在t=0时刻由静止释放，若带电粒子只受电场力作用，则电场力的作用和带电粒子的运动情况是（）A带电粒子将在电场中做有往复但总

12、体上看不断向前的运动。B1秒末释放的粒子，将在电场中一直往复运动。C1.5秒末释放的粒子，将在电场中一直往复运动。D3s末带电粒子回到原出发点。第二十六页，编辑于星期一：十三点 三十七分。A带电粒子将在电场中做有往复带电粒子将在电场中做有往复但总体上看不断向前的运动。但总体上看不断向前的运动。B如果如果1秒末释放粒子，粒子将在电场秒末释放粒子，粒子将在电场中一直往复运动。中一直往复运动。C 如果如果1.5秒末释放粒子，粒子将在秒末释放粒子，粒子将在电场中一直往复运动。电场中一直往复运动。D 3s末带电粒子回到原出发点。末带电粒子回到原出发点。第二十七页，编辑于星期一：十三点 三十七分。如图（如

13、图（a a）所示，两平行正对的金属板）所示，两平行正对的金属板A A、B B间加有如图（间加有如图（b b）所示的交变电压，）所示的交变电压，一重力可忽略不计的带正电粒子被固定在两板的正中间一重力可忽略不计的带正电粒子被固定在两板的正中间P P处。若在处。若在t t0 0时刻释时刻释放该粒子，粒子会时而向放该粒子，粒子会时而向A A板运动，时而向板运动，时而向B B板运动，并最终打在板运动，并最终打在A A板上。则板上。则t t0 0可能可能属于的时间段是属于的时间段是()()PtUABUO-UOOT/2TAB图图(a)图图(b)BACD跟踪训练跟踪训练跟踪训练跟踪训练第二十八页，编辑于星期一

14、：十三点 三十七分。v0 v0 0 0 0 v10 0 v100 0 vv10 0 带正电粒子先加速向带正电粒子先加速向B B板运动、板运动、再减速运动至零；再减速运动至零；然后再反方向加速运动、减速运动至零；然后再反方向加速运动、减速运动至零；如此反复运动，最终打在如此反复运动，最终打在B板上，所以板上，所以A,D错误错误。解解 题题 方方 法法 与与 指指 导导解解 题题 方方 法法 与与 指指 导导CHANG CHUN SHI shuo i jing saiCHANG CHUN SHI shuo i jing saiB正确正确第二十九页，编辑于星期一：十三点 三十七分。CHANG CHUN SHI shuo i jing saiCHANG CHUN SHI shuo i jing sai试题的方法与指导试题的方法与指导利用v-t图像处理此类问题 B第三十页，编辑于星期一：十三点 三十七分。课堂小节1带电粒子在匀强电场中的运动：加速和偏转。处理方法：运动学观点或能的观点。2示波管的构造及工作原理。3.带电粒子在交变电场中的运动 第三十一页，编辑于星期一：十三点 三十七分。第三十二页，编辑于星期一：十三点 三十七分。