19带电粒子在电场中的运动1.ppt

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1、J2459J2459学生示波器学生示波器阴极射线管结构示意图阴极射线管结构示意图2牛顿第二定律的表达式？思考：1物体运动轨迹如何判断？3电场力做功有什么特点？有哪些计算电场力做功的方法？温故知新4动能定理，能量守恒定律的内容是什么？带电粒子在电场中带电粒子在电场中要受到要受到哪些力哪些力的作用的作用?通常要受到通常要受到重力和电场力重力和电场力 一个电子的质量为一个电子的质量为0.9110-30 kg,电荷量电荷量e=1.610-19 C，当它位于，当它位于E=5104V/m的电场中的电场中时时:受到的重力受到的重力G为多大？为多大？受到的电场力受到的电场力F为多大？为多大？F/G=？你会发现

2、什么？你会发现什么？G=mg=910-30NF/G=11015F=qE=810-15N 电子、质子、离子等微观电子、质子、离子等微观带电带电粒子粒子所受所受重力一般远小于电场力，重力一般远小于电场力，重力可以忽略重力可以忽略（有有说明或暗示除外）说明或暗示除外）。注意：注意：忽略粒子的重力并不是忽略粒子的质量忽略粒子的重力并不是忽略粒子的质量3、带电体、带电体：是否考虑重力，要根据题目暗示：是否考虑重力，要根据题目暗示或运动状态来判定或运动状态来判定.1、微观微观带电粒子带电粒子：如如电子、质子、离子等电子、质子、离子等.带电带电粒子所受重力一般远小于电场力粒子所受重力一般远小于电场力，一般都

3、一般都不考虑重力不考虑重力(有说明或暗示除外有说明或暗示除外).).2、宏观宏观带电微粒带电微粒：如带电小球、液滴、尘埃：如带电小球、液滴、尘埃等等.一般都一般都考虑重力考虑重力(有说明或暗示除外有说明或暗示除外).).带电体带电体一般可分为两类：一般可分为两类：如图所示，空间有一水平方向的匀强电场，初速度为v0的带微粒从A点射入电场，在竖直平面内沿直线从A运动到B，在此过程中粒子的（）带带电电粒粒子子在在电电场场中中受受电电场场力力产产生生加加速速度度使使速速度度变变化化利用电场利用电场 使使带电粒子带电粒子加加速速偏偏转转1、动力学观点：、动力学观点：ABUdE+Fv由牛顿第二定律：由牛顿

4、第二定律：由运动学公式：由运动学公式：初速度初速度不不为零为零呢？呢？只适用于只适用于匀强电场匀强电场一、带电粒子的加速一、带电粒子的加速电场力电场力:F=qE2、能量观点：、能量观点：ABUdE+v由动能定理：由动能定理：适用于适用于任何电场任何电场一、带电粒子的加速一、带电粒子的加速电场力做功电场力做功:W=qU速度速度v与电势差与电势差U、比荷、比荷q/m的平方根成正比的平方根成正比 与距离与距离d无关无关初速度初速度不不为零为零呢？呢？用用动动能能定定理理解解题题简简便便 例题例题1：炽热的金属丝可以发射电子。在金属丝：炽热的金属丝可以发射电子。在金属丝和金属板间加以电压和金属板间加以

5、电压U=2500V，发射出的电子在，发射出的电子在真空中加速后，从金属板的小孔穿出。电子穿出真空中加速后，从金属板的小孔穿出。电子穿出时的速度有多大？时的速度有多大？设电子刚离开金属丝时的速度设电子刚离开金属丝时的速度为零。为零。解解:根据动能定理得根据动能定理得:例题例题1：炽热的金属丝可以发射电子。在金属丝：炽热的金属丝可以发射电子。在金属丝和金属板间加以电压和金属板间加以电压U=2500V，发射出的电子在，发射出的电子在真空中加速后，从金属板的小孔穿出。电子穿出真空中加速后，从金属板的小孔穿出。电子穿出时的速度有多大？时的速度有多大？设电子刚离开金属丝时的速度设电子刚离开金属丝时的速度为

6、零。为零。电荷量为电荷量为e的电子从的电子从金属丝移动到金属板金属丝移动到金属板,两处的电势差为两处的电势差为U，电势，电势能减少量为能减少量为eU.减少的电势能全部转化为减少的电势能全部转化为电子的动能电子的动能:解：解：3、如图如图M、N是在真空中竖直放置的两块平行金是在真空中竖直放置的两块平行金属板，质量为属板，质量为m电量为电量为-q的带电粒子，以初速度的带电粒子，以初速度V0由小孔进入电场，当由小孔进入电场，当M、N间电压为间电压为U时，粒时，粒子刚好能到达子刚好能到达N板，如果要使这个带电粒子能够板，如果要使这个带电粒子能够到达到达M、N两板间距的两板间距的1/2处返回，则下述方法

7、能处返回，则下述方法能满足要求的是满足要求的是 （）A、使初速度减半、使初速度减半B、使、使M、N间电压加倍间电压加倍C、使、使M、N间电压提高间电压提高4倍倍D、使初速度和、使初速度和M、N间电压都加倍间电压都加倍例与练例与练MNUd-v0B如果带电粒子沿如果带电粒子沿垂直垂直电场的方向进入匀电场的方向进入匀强电场，它将怎样运动呢强电场，它将怎样运动呢?ld+-+Uv0q、m二、带电粒子的偏转二、带电粒子的偏转 ld+-+Uv0q、m二、带电粒子的偏转二、带电粒子的偏转1.q带正电，带正电，q的受力怎样的受力怎样?2.水平方向和竖直方向的运动性质怎样水平方向和竖直方向的运动性质怎样?3.与学

8、过的哪种运动形式类似与学过的哪种运动形式类似?F二、带电粒子的偏转二、带电粒子的偏转平行平行电场方向电场方向:做初速度为做初速度为0的匀加速直线运动的匀加速直线运动垂直垂直电场方向电场方向:做匀速直线运动做匀速直线运动 带电粒子带电粒子沿沿垂直垂直电场的方向进入电场的方向进入匀强电场匀强电场,做做类平抛类平抛运动：运动：ld+-+Uv0q、mF+vv0vyy偏转角偏转角偏移距离偏移距离二、带电粒子的偏转二、带电粒子的偏转4.如何求粒子的偏移距离如何求粒子的偏移距离?5.如何求粒子的出射速度大小及偏转角如何求粒子的出射速度大小及偏转角?类平抛运动类平抛运动与粒子比荷与粒子比荷q/m成正比成正比与

9、粒子初速度与粒子初速度v0平方平方成反比成反比与电场的属性与电场的属性U、l、d有关有关二、带电粒子的偏转二、带电粒子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平方平方成反比成反比与电场的属性与电场的属性U、l、d有关有关类平抛运动类平抛运动二、带电粒子的偏转二、带电粒子的偏转6 6 6 6、带电粒子垂直进入偏转电场，离开电场时、带电粒子垂直进入偏转电场，离开电场时、带电粒子垂直进入偏转电场，离开电场时、带电粒子垂直进入偏转电场，离开电场时,粒子粒子好象是从入射线中点直接射出来的好象是从入射线中点直接射出来的。例与练例与练x二、二、带电粒子的带电粒子的偏转偏转_+

10、U1-qmv0一、一、带电粒子的带电粒子的加速加速v0+-U2 d lv-qmv0yvy垂直垂直电场方向电场方向:平行平行电场方向电场方向:2偏移距离偏移距离dmvql U2022=2偏转角偏转角dmvqlU20=2类平抛运动类平抛运动?一一个个电电荷荷量量为为-q质质量量为为m的的带带电电粒粒子子，由由静静止止进进入入一一个个电电压压为为U1的的加加速速电电场场加加速速后后，又又垂垂直直进进入入一一个个电电压压为为U2的的偏偏转转电电场场，经经偏偏转转电电场场偏转后打在荧光屏上偏转后打在荧光屏上,整个装置如图示整个装置如图示.求求:(1)出偏转电场时的偏移距离出偏转电场时的偏移距离y；(2)出偏转电场时的偏转角；出偏转电场时的偏转角；v0+-U2 d lvyvy_+U1-qmv0三、三、带电粒子的带电粒子的加速偏转加速偏转v0+-U2 d lvyvy_+U1-qmv0三、三、带电粒子的带电粒子的加速偏转加速偏转dUlU1224=ydUlU122=tanq qv0+-U2 d lvyvy_+U1-qmv0OYLYYXX-+-+-若金属板水平放置若金属板水平放置电子将电子将竖直偏转竖直偏转若金属板竖直放置若金属板竖直放置 电子将电子将水平偏转水平偏转偏转电极的放置方式偏转电极的放置方式谢谢！