带电粒子在电场中的运动课件PPT.ppt

J2459学生示波器,阴极射线管结构示意图,http:/,仪器名称：示波器 型 号：COS5100,阴极射线管结构示意图,其他粒子,http:/,3、某些带电体是否考虑重力，要根据题目暗示或运动状态来判定,电场中的带电粒子一般可分为两类：,1、带电的基本粒子：如电子，质子，粒子，正负离子等。这些粒子所受重力和电场力相比小得多，除非有说明或明确的暗示以外，一般都不考虑重力。（但并不能忽略质量）。,2、带电微粒：如带电小球、液滴、尘埃等。除非有说明或明确的暗示以外，一般都考虑重力。,用物理规律对运动状态分析,3,平衡、加速和减速,-,+,+,+,+,-q,-,-,-,http:/,+qm,V=?,一、带电粒子的加速,http:/,方法1：运用运动学和动力学方法求解，设板 间距为d,因电场力为恒力，所以有,方法2：运用能量观点求解,d,6,例题1：实验表明，炽热的金属丝可以发射电子。在炽热金属丝和金属板间加以电压U=2500V，从炽热金属丝发射出的电子在真空中被加速后，从金属板的小孔穿出。电子射出后的速度有多大？设电子刚从金属丝射出时的速度为零。,- U +,金属丝 金属板,V,E,电子的质量为0.9110-30 kg，电子的电荷量e=1.610-19 C,7,解：金属丝和金属板间的电场虽然不是匀强电场，但仍可用 可得 代入数据得：v=3.0107 m/s,8,1：非匀强电场中, 如何计算？,电场力做功，只于始末位置电势差有关,2：若带正电粒子以V0由负板向正板运动，分析,粒子运动情况,明确粒子V，a的变化情况,思 考：,3.若粒子以初速度V0沿垂直场强方向进入电场， 离子的运动情况如何？,+,+,+,+,+,-,-,-,-,-,+,V,9,d,U,v0,q、m,F,v,v0,vy,y,偏转角,侧移,二. 带电粒子在电场中的偏转,试根据类平抛运动的知识，推导偏移量 y和偏转角,10,11,1.受力分析：粒子受到竖直向下的静电力FEq=qU/d。,2.运动规律分析:粒子作类平抛运动。,x方向：匀速直线运动Y方向：加速度为 的匀加速 直线运动。,3. x方向,4. y方向,5、离开电场时的偏转角度的正切：,12,结论：带电粒子初速度垂直于电场方向飞入匀强电场的问题就是一个类平抛的问题。两个分运动：粒子在与电场垂直的方向上做匀速直线运动粒子在与电场平行的方向上做初速为零的匀加速运动,13,例题2：如图所示一电子以初速V0=3.0X107m/s沿垂直电场方向射入的电场，两极板的长度为L=6.0cm，相距d=2cm，极板间电压U=200V.求1）电子射出电场时沿垂直板面方向偏移的距离y2）电子离开电场时偏转的角度。,v0,-q,m,U,L,y,14,解:电子进入偏转电场后,在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动.,所以偏移距离,所以偏移角度,加速度,水平方向做匀速直线运动,代入数据分别得：y=0.36cm =6.8o,15,1、如图，电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始加速，然后射入电势差为U2的两块平行极板间的电场中，入射方向跟极板平行。整个装置处在真空中，重力可忽略。在满足电子能射出平行板区的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角变大的是 （ ）A、U1变大、U2变大 B、U1变小、U2变大C、U1变大、U2变小 D、U1变小、U2变小,强化练习,B,16,解析,对加速过程由动能定理：,对偏转过程由偏转角正切公式：,与粒子的电量q、质量m无关,17,：2. 一束电子流经 U=5000V 的电压加速后，在距两极板等间距处垂直进入平行板间的匀强电场中，若两板间距 d=1.0cm，板长 l=5.0cm，那么，要使电子能从平行板间飞出，两个板之间的电压最多能加多少？,5000v,=1.0cm,l=5.0cm,强化练习,18,课堂小结：,一、利用电场使带电粒子加速,二、利用电场使带电粒子偏转,从动力学和运动学角度分析,从做功和能量的角度分析,类似平抛运动的分析方法,粒子在与电场垂直的方向上做匀速直线运动,粒子在与电场平行的方向上做初速度为零的匀加速运动,课后作业：1、3、5,19,20,