带电粒子在电场中的加速和偏转1课件.ppt
第九节 带电粒子在电场中的 加速和偏转,第九节 带电粒子在电场中的 加速和偏转,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在小得多，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。,某些带电体是否考虑重力，电场中的带电粒子一般可分为两类：1、,带电粒子在匀强电场中运动状态：,匀变速直线运动加速、减速,匀变速曲线运动偏转,1.平衡（F合=0）,2.匀变速运动（F合0）,静止,匀速直线运动,带电粒子在匀强电场中运动状态：匀变速直线运动加速、减速匀变,一加速: 1在匀强场中加速：,例1.真空,两极板AB，电压U，板距d， 粒子：m、+q、V0=0 求Vt？,F,如图，不计重力,法（一）运动和力的观点,法（二）能量,动能定理：,或能量守恒：,一加速:例1.真空,两极板AB，电压U，板距d，+ABU,2非匀强场：,动能定理：,结论：无论是否匀强电场，电场力的功取决于qU。,）,AB+qFAB电压U， 求Vt？ 动能定理： 结论：无论,例题1：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U=2500V，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。,解:电子电荷量为e,根据动能定理可得,例题1：炽热的金属丝可以发射电子。在金属丝和金属板间加以,二偏转 (条件：V0E， 且F电),如图：设加速电压U；偏转电压U，L，d； 带电粒子+，初速为0。,分析粒子分为几个运动过程？各过程运动性质？,进入偏转场类平抛；,F2,1加速：,qU1=,F1,二偏转 (条件：V0E， 且F电)V0如图：设,2偏转：,加速度：,穿过偏转场的时间：,侧位移：,2偏转： U1 U2LVtF 加速度：穿过偏转场的时间,偏转角：,=,V0,Vy,末速度：,速度的反向延长线与入射方向的交点的位置：,比较：,或, 交“水平位移”的中点。,偏转角：=2偏转： U1 U2LVtFyV0Vy 末,打到屏上：,y/=y+Stan（L/2+S）tan,偏转过程中的动能定理：,若只对竖直方向,F电y,F电y,打到屏上：y/=y+Stan（L/2+S）tan2,让质子、 、 的混合物沿着与电场垂直的方向进入匀强电场偏转，要使它们的偏转角相同，则这些粒子必须具有相同的( )A.初速度 B.初动能C.初动量 D.质量,B,让质子、 、 的混合物沿着与电场垂直的方向,三个粒子在同一地点沿同一方向垂直飞入同一偏转电场,出现了如图所示的轨迹,由此可以判断( )A.在b飞离电场的同时,a刚好打在其极板上B.b和c同时飞离电场C.进入电场时,c的速度最大,a的速度最小D.动能的增加值c最小,a和b一样大,ACD,三个粒子在同一地点沿同一方向垂直飞入同一偏转,如图所示,初速度为零的电子在电势差为U1的电场中加速后,垂直进入电势差为U2的偏转电场,在满足电子能射出偏转电场的条件下,下列四种情况中,一定能使电子的偏转角度变大的是( ) 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,B,如图所示,初速度为零的电子在电势差为U1的电场,一束电子流在经U=5000V的加速电压加速后,在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场,如图所示,若两板间距d=1.0 cm,板长l=5.0cm,那么,要使电子能从平行板间飞出,两个极板上最多能加多大电压.,偏转电压越高,偏转量就越大.,设电子刚好能从极板边缘飞出.即这时偏转量最大等于d/2,所加电压为最大值.,一束电子流在经U=5000V的加速电压加速后,如图所示,初速度为零的粒子和电子在电势差为U1的电场中加速后,垂直进入电势差为U2的偏转电场,在满足电子能射出偏转电场的条件下,正确的说法是( ) A. 粒子的偏转量大于电子的偏转量 B. 粒子的偏转量小于电子的偏转量 C. 粒子的偏转角大于电子的偏转角 D. 粒子的偏转角等于电子的偏转角,D,带电粒子的偏移量由系统决定,而与粒子的质量、电荷量无关,如图所示,初速度为零的粒子和电子在电势差为U,设偏转极板长为l=1.6cm, 两板间的距离为d=0.50cm,偏转板的右端距屏L=3.2cm,若带粒子的质量为1.6X10-10kg,以20m/s的初速度垂直电场方向进入偏转电场,两偏转板间的电压是8.0X103V,若带电粒子打到屏上的点距原射入方向的距离是2.0cm,求这带电粒子所带电荷量(不计空气阻力和重力).,V0,2.0cm,y,l,L,偏转,匀速直线运动,V1,l/2,设偏转极板长为l=1.6cm, 两板间的距离为d=0.50c,三.示波管原理,三.示波管原理,组成：电子枪、偏转电极、荧光屏。,问题1：如果想使电子束在屏上y轴方向上下运动，应加什么样的偏转电压Uy？,1电子束竖直方向运动,电子束随Uy的变化成正比变化。,组成：电子枪、偏转电极、荧光屏。问题1：如果想使电子束在屏上,2电子束水平方向运动,问题3：要使电子束在x轴上自左至右匀速运动，应加什么样的电压？,同理：,且Uxt,可得xt,问题4.上述两种电压同时加在Y、X两个偏转板上，且Tx=Ty,看到的是什么样的图形？,XyTx=Ty,2电子束水平方向运动Xy问题3：要使电子束,例2已知如图，灯丝热发射电子，电源电压U、U/.试说明电子在三个空间的运动性质当UU/.时，电流计中有无电流？ UU/.时，电流计中有无电流？,解：变加速，匀速，匀减速。,由动能定理：,UU/.时，有,粒子不能到C板。,U U/.时,粒子能到C板。表中有点流。,例2已知如图，灯丝热发射电子，电源电压U、U/. A G,
