高中物理1.9帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)第一課時(shí)

1.8帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)第1頁(yè)一、帶電粒子加速

如圖所表示，在真空中有一對(duì)平行金屬板，兩板間加以電壓U。兩板間有一帶正電荷q帶電粒子。它在電場(chǎng)力作用下，由靜止開始從正極板向負(fù)極板運(yùn)動(dòng)，抵達(dá)負(fù)板時(shí)速度有多大？(不考慮粒子重力）qUm+_帶電粒子加速d第2頁(yè)qUm+_帶電粒子加速d1、受力分析:

水平向右電場(chǎng)力F＝Eq=qU/dF2、運(yùn)動(dòng)分析:初速度為零，加速度為a=qU/md向右勻加速直線運(yùn)動(dòng)。解法一利用運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)求解解法二利用能量知識(shí)求解第3頁(yè)思索題如兩極板間不是勻強(qiáng)電場(chǎng)該用何種方法求解？為何？

因?yàn)殡妶?chǎng)力做功與場(chǎng)強(qiáng)是否勻強(qiáng)無關(guān)，與運(yùn)動(dòng)路徑也無關(guān)，第二種方法仍適用！第4頁(yè)所以第5頁(yè)

結(jié)論：因?yàn)殡妶?chǎng)力做功與場(chǎng)強(qiáng)是否勻強(qiáng)無關(guān)，與運(yùn)動(dòng)路徑也無關(guān)，所以在處理電場(chǎng)對(duì)帶電粒子加速問題時(shí)，普通都是利用動(dòng)能定理進(jìn)行處理。第6頁(yè)二、帶電粒子偏轉(zhuǎn)

UL++++++------Y

dY′

如圖所表示，在真空中水平放置一對(duì)金屬板Y和Y’，板間距離為d。在兩板間加以電壓U，一電荷量為q質(zhì)量為m帶電粒子從極板中央以水平速度v0射入電場(chǎng)。試分析帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)情況。(不計(jì)粒子重力)v0q第7頁(yè)結(jié)論：帶電粒子初速度垂直于電場(chǎng)方向飛入勻強(qiáng)電場(chǎng)問題就是一個(gè)類平拋問題。粒子在與電場(chǎng)垂直方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)粒子在與電場(chǎng)平行方向上做初速為零勻加速運(yùn)動(dòng)

第8頁(yè)設(shè)電荷帶電荷量為q，平行板長(zhǎng)為L(zhǎng)，兩板間距為d，電勢(shì)差為U，初速為v0．試求：（1）帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)問t。（2）粒子運(yùn)動(dòng)加速度。（3）粒子受力情況分析。（4）粒子在射出電場(chǎng)時(shí)豎直方向上偏轉(zhuǎn)距離。（5）粒子在離開電場(chǎng)時(shí)豎直方向分速度。（6）粒子在離開電場(chǎng)時(shí)速度大小。（7）粒子在離開電場(chǎng)時(shí)偏轉(zhuǎn)角度θ。第9頁(yè)1.受力分析：粒子受到豎直向下靜電力F＝Eq=qU/d。2.運(yùn)動(dòng)規(guī)律分析:粒子作類平拋運(yùn)動(dòng)。v++++++------v0Y

dUY′

qLx方向：勻速直線運(yùn)動(dòng)Y方向：加速度為

勻加速直線運(yùn)動(dòng)。y

v0vy

vv0vyΦ

3.x方向

y方向

4、離開電場(chǎng)時(shí)偏轉(zhuǎn)角度正切：F第10頁(yè)第11頁(yè)++++++------φvv0vy+_U1U2v0L-qm三、加速和偏轉(zhuǎn)一體y第12頁(yè)思索題：讓一價(jià)氫離子、一價(jià)氦離子和二價(jià)氦離子混合物經(jīng)過同一加速電場(chǎng)由靜止開始加速，然后在同一偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)里偏轉(zhuǎn)，在經(jīng)過加速電場(chǎng)時(shí)取得動(dòng)能是否相同？經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)，它們是否會(huì)分為三股？請(qǐng)說明理由。答案：經(jīng)過加速電場(chǎng)時(shí)取得動(dòng)能Ek=qU,加速電壓相同，二價(jià)氦離子電荷量最大，所以二價(jià)氦離子取得動(dòng)能最大。粒子偏轉(zhuǎn)量和偏轉(zhuǎn)角由加速電場(chǎng)和偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)決定，所以三種粒子不可能分開為三股。第13頁(yè)四、示波器

1、作用：觀察電信號(hào)隨時(shí)間改變情況2、組成：示波管（內(nèi)部是真空）、電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成。3、原理（1）偏轉(zhuǎn)電極不加電壓：從電子槍射出電子將沿直線運(yùn)動(dòng)，射到熒光屏中心點(diǎn)形成一個(gè)亮斑。（2）僅在XX1（或YY1）加電壓①若所加電壓穩(wěn)定，則電子流被加速、偏轉(zhuǎn)后射到XX1（或YY1）所在直線上某一點(diǎn)，形成一個(gè)亮斑（不在中心）。第14頁(yè)在右圖中設(shè)加速電壓為U，電子電量為e質(zhì)量為m。由W=△EK，第15頁(yè)若電壓按正弦規(guī)律改變，如U=Umsinωt,偏移也將按正弦規(guī)律改變，即這斑在水平方向或豎直方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)第16頁(yè)課堂小結(jié)：一、利用電場(chǎng)使帶電粒子加速二、利用電場(chǎng)