带电粒子在电场中的运动PPT课件.pptx

带电粒子在电场中的运动,电子在加速器是受到什么力的作用而加速的呢？,电场力 =,匀强电场：= ,电场力做功 =,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。,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。,电场中的带电粒子一般可分为两类：,一、带电粒子的加速,解：=,匀强电场：= ,= ,位移：=,根据：2= 2 0,得：= 2 = 2 ,电场力做功：= 1 2 2 0,得：= 2 ,一、带电粒子的加速,而 = , 0 = ,解：从O到A电场力对电子做功= =0 0,一、带电粒子的加速,二、带电粒子的偏转,速度方向与受力方向不共线,匀变速,受力为恒力,平行于极板方向：,垂直于极板方向：,类平抛运动,匀速直线,初速度为0的匀加速直线,二、带电粒子的偏转,= , = ,= , =,= ,= ,= ,二、带电粒子的偏转,解：电子做曲线运动，平行于极板方向：= 0 =， = 0 垂直于极板方向： = 1 2 2 ， =,得 = 0,而 = = = , = 1 2 0 2 = 2 2 0 2, = 0 = 0,tan = = 0 2,二、带电粒子的偏转,解析：根据= ，可知三个电子的加速度相同，而 = 1 2 2 ，得 = ；又根据水平位移= 0 ，得 整个过程中只有电场力做功，因此动能增量等于电场力做功的多少，而= 得 = ,练习2：质子（质量为、电量为）和二价氦离子（质量为4、电量为2）以相同的初速度垂直射入同一偏转电场中，离开电场后，它们的偏转角正切之比为 ，侧移之比为 。,解析： tan = = 0 2 ，则偏转角正切值比为粒子比荷之比；根据 = 2 2 0 2 可知侧移之比为粒子比荷之比，粒子比荷之比为2:1。,练习3：质子（质量为、电量为）和二价氦离子（质量为4、电量为2）以相同的初动能垂直射入同一偏转电场中，离开电场后，它们的偏转角正切之比为 ，侧移之比为 。,解析：设初动能为 k ，则 k = 1 2 0 2 ，而 tan = = 0 2 = 2 k ，则偏转角正切值比为电量之比；根据 = 2 2 0 2 = 2 4 k 可知侧移之比为电量之比；粒子电量之比为1:2。,示波器：用来观察电信号随时间变化的电子仪器。其核心部分是示波管,三、示波管,示波管的构造及原理,三、示波管,三、示波管,解析：画出电子大致的轨迹，如图所示，电子在电场中做类平抛运动，点出电场后做直线运动，且其反向延长线过水平位移中点，则=+ 2,加速电场部分： 1 = 1 2 0 2 ,；偏转电场部分： = ， = 2 ,则：tan = = 2 0 2 ,；联立得： tan = 2 2 1 = ,则： y = 2 2+ 4 1 ,【对于示波管而言，偏移量与偏转电压 成正比】,三、示波管,三、示波管,三、示波管,三、示波管,三、示波管,三、示波管,示波管 电极通常接入仪器自身产生的锯齿形扫描电压，如果 上接的待测信号电压是周期性的，且周期与扫描电压周期相同，则荧光屏上会显示待测信号在一个周期内变化的稳定图像。,三、示波管,1.如图所示，、是在真空中竖直放置的两块平行金属板，质量为、电量为+的质子，以极小的初速度由小孔进入电场，当、间电压为时，粒子到达板的速度为，如果要使这个带电粒子到达板的速度为2 ，则下述方法能满足要求的是（ ）A、使、间电压增加为2 B、使、间电压增加为4 C、使、间电压不变，距离减半 D、使、间电压不变，距离加倍,A氕核 B氘核 C氚核 D一样大,2.氢的三种同位素氕、氘、氚的原子核分别为 1 1 、 1 2 、 1 3 。它们以相同的初动能垂直进入同一匀强电场，离开电场时，末动能最大的是（ ）,3.如图所示，电子在电势差为 1 的电场中加速后，垂直进入电势差为 2 的偏转电场，在满足电子能射出的条件下，下列四种情况中，一定能使电子的偏转角变大的是(),A 1 变大、 2 变大B 1 变小、 2 变大C 1 变大、 2 变小D 1 变小、 2 变小,4.（多选）如图，二价氦离子和质子的混合体，经同一加速电场加速后垂直射入同一偏转电场中，偏转后打在同一荧光屏上，则它们（ ）,A侧移相同B偏转角相同C到达屏上同一点D到达屏上不同点,一、粒子的加速,二、粒子的偏转,三、示波管,方法：动能定理,电场力做功：= 1 2 2 1 2 0 2,【适用于任何电场，注意：电势差应该为初末位置的电势差】,方法：类平抛运动,平行于极板方向：匀速直线,垂直于极板方向：初速度为0的匀加速直线,