第九节_带电粒子在电场中的运动.ppt

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1、 九 带电粒子在电场中的运动一、带电粒子在电场中的加速一、带电粒子在电场中的加速+Uq两板间电势差为两板间电势差为U质量为质量为 m 电量为电量为 q 的粒子。的粒子。从正极板静止开始运动，求到从正极板静止开始运动，求到达负极板时的速度。达负极板时的速度。探究思路探究思路静电力做的功：静电力做的功：设末速度为设末速度为 v，由动能定理：，由动能定理：由由可得：可得：变换已知条件变换已知条件+qEd两板间电势差两板间电势差:由由可得：可得：EABF粒子在匀强电场中加速粒子在匀强电场中加速从动力学观点从动力学观点粒子的加速度粒子的加速度+-U、dl运动学公式：运动学公式：由由可得相关量！可得相关量

2、！能量观点：能量观点：粒子运动过程中由动能定理有：粒子运动过程中由动能定理有：由由可得相关量！可得相关量！粒子在非匀强电场中加速粒子在非匀强电场中加速FEAB适合从能量观点解决问题适合从能量观点解决问题例题例题1 炽热的金属丝可以发射电子。在金属丝和金属板之间加以电炽热的金属丝可以发射电子。在金属丝和金属板之间加以电压压U=2500V，发射出的电子在真空中加速后，从金属板的小孔穿出，发射出的电子在真空中加速后，从金属板的小孔穿出。电子穿出时的速度有多大？设电子刚离开金属丝时的速度为零。电子穿出时的速度有多大？设电子刚离开金属丝时的速度为零。解：解：由动能定理由动能定理代入数据得：代入数据得：例

3、题例题2 如图所示，在点电荷如图所示，在点电荷+Q 的电场中有的电场中有A、B两点，将质子和两点，将质子和 粒子分别从粒子分别从A点释放，到达点释放，到达B点时，求它们的速度大小之比？点时，求它们的速度大小之比？+AB解：解：质子质子 粒子粒子 对质子：对质子：U对对 粒子：粒子：二、带电粒子的偏转二、带电粒子的偏转-+dF基本关系基本关系初速度方向初速度方向电场线方向电场线方向导出关系导出关系侧位移侧位移速度偏角速度偏角几个推论几个推论MM是粒子沿极板方向的中点是粒子沿极板方向的中点例题例题3 两个相同极板两个相同极板Y与与 的长度的长度 ，相距，相距d=2cm，极板间，极板间的电压的电压U

4、=200V。一个电子沿平行于板面的方向射入电场中，射入时。一个电子沿平行于板面的方向射入电场中，射入时的速度的速度 。把两板间的电场看做匀强电场，求电子射。把两板间的电场看做匀强电场，求电子射出电场时沿垂直于板面方向出电场时沿垂直于板面方向偏移的距离偏移的距离y 和和偏转的角度偏转的角度。解：解：电子在垂直于板面方向的加速度电子在垂直于板面方向的加速度电子在极板间运动的时间电子在极板间运动的时间 t 电子垂直于极板方向的偏移距离电子垂直于极板方向的偏移距离 y由由得：得：电子出极板时在垂直于极板方向的速度电子出极板时在垂直于极板方向的速度 偏转的角度偏转的角度代入得代入得例题例题4 有一质量为

5、有一质量为m 带电荷带电荷+q 的粒子经电压的粒子经电压U0加速后，进入两块间加速后，进入两块间距为距为d，长度为，长度为l 的平行金属板，板间电压为的平行金属板，板间电压为U，求电荷的，求电荷的偏移量偏移量y和和偏转角偏转角。v0U0ld U解：解：设电荷进入偏转电场时速度大小为设电荷进入偏转电场时速度大小为V0，则，则电荷在偏转电场中加速度为电荷在偏转电场中加速度为a电荷在偏转电场中运动时间为电荷在偏转电场中运动时间为t偏移量：偏移量：注注:不同的带电粒子被同一电场加速后进入偏转电场不同的带电粒子被同一电场加速后进入偏转电场,运动情景一样！运动情景一样！abc例题例题5 如图所示，如图所示

6、，a、b、c表示点电荷的电场中的三个等势面，它表示点电荷的电场中的三个等势面，它们的电势分别为们的电势分别为 ，。一带电粒子从等势面。一带电粒子从等势面a上某处由静止释放后，仅受电场力作用而运动，已知它经过等势面上某处由静止释放后，仅受电场力作用而运动，已知它经过等势面b时的速率为时的速率为vb，则它经过等势面，则它经过等势面c处时的速率为（处时的速率为（）A.B.C.D.解析解析:电荷从电荷从a 到到b，由动能定理有，由动能定理有电荷从电荷从b 到到c，由动能定理有，由动能定理有C三、示波器的原理三、示波器的原理 示波器是一种用来观察电信号随时间变化的电子仪器。示波器是一种用来观察电信号随时

7、间变化的电子仪器。核心部件：核心部件：由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，管内抽成真空。由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，管内抽成真空。示波管示波管电子枪部分：电子枪部分：偏转电极部分：偏转电极部分：荧光屏部分：荧光屏部分：发射出电子发射出电子使电子沿两方向偏转使电子沿两方向偏转电子使电子使荧光物质荧光物质受激而发光受激而发光示波器的示波器的 偏转电极上加的是待显示的偏转电极上加的是待显示的信号电压信号电压。如果信号电压是周期性的，并且如果信号电压是周期性的，并且扫描电压与信号电压周期相同，就可扫描电压与信号电压周期相同，就可以在荧光屏上出现稳定的图象了。以在荧光屏上出现稳定的图象了。偏转电极上通常加的是自身产生的锯齿形电压，叫做偏转电极上通常加的是自身产生的锯齿形电压，叫做扫描电压扫描电压。UxOt