带电粒子的偏转课件.ppt
复习回顾,一、带电粒子的加速,基本思路：先判断是什么电场，分析物 体受力情况及运动性质。1.在匀强电场中(1)牛顿第二定律与运动规律综合处理;(2)应用能量（动能定理）的观点分析问题；2.在非匀强电场中应用能量(动能定理）分析问题.,第九节 带电粒子在匀强电场中的运动,二、带电粒子的偏转,如图一带电粒子以垂直匀强电场的场强方向以初速度v0射入电场，若不计粒子的重力，带电粒子将做什么运动？,v0,-q,m,U,L,注意：此时粒子在电场中做类平抛运动,y,x,第九节 带电粒子在匀强电场中的运动,二、带电粒子的偏转,知识回顾,平抛运动,t 时刻质点相对于抛出点的位移的大小S,（2）平抛运动的速度公式 Vx=V0 Vy=gt,t时刻质点的速度Vt,（1）平抛运动的位移公式,方法迁移,处理带电粒子的偏转问题,第九节 带电粒子在匀强电场中的运动,二、带电粒子的偏转,一电子水平射入如图所示的电场中，射入时的速度V0=3.0X107m/s.两极板的长度为L=6.0cm，相距d=2cm，极板间电压U=200V.,求：（1）电子射出电场所用时间？,v0,-q,m,U,L,y,x,解：（1）电子在水平方向做匀 速运动，由L=v0t 可 求得电子在电场中的 运动时间 t=L/v0，,第九节 带电粒子在匀强电场中的运动,二、带电粒子的偏转,一电子水平射入如图所示的电场中，射入时的速度V0=3.0X107m/s.两极板的长度为L=6.0cm，相距d=2cm，极板间电压U=200V.,求：（1）电子射出电场所用时间？,（2）电子射出电场时沿垂直板面方向偏移的距离y。,解：（2）电子在沿电场方向做匀 加速运动，加速度:,偏移的距离：,第九节 带电粒子在匀强电场中的运动,二、带电粒子的偏转,一电子水平射入如图所示的电场中，射入时的速度V0=3.0X107m/s.两极板的长度为L=6.0cm，相距d=2cm，极板间电压U=200V.,求：（1）电子射出电场所用时间？,（2）电子射出电场时沿垂直板面方向偏移的距离y。,（3）电子离开电场时偏转的角度,解：电子离开电场时沿电场方向的分 速度：,V0,离开电场时的偏转角度：,第九节 带电粒子在匀强电场中的运动,二、带电粒子的偏转,（1）处理电偏转问题的基本思路:运动的合成与分解,（处理方法总结）,运动分析,垂直电场方向:匀速直线运动,沿电场方向:匀变速直线运动,ay=F/m=qE/m=qU/md,Vx=V0,X=V0t,（2）,1、带电粒子：,（1）一般微观粒子（如电子、质子等），在电场 中运动时重力远小于电场力，所以一般不计 重力。但质量不可忽略。（2）带电体（如液滴、尘埃、小球等），一般重 力不能忽略。一般情况下，带电粒子指微观粒子，但有时粒 子的含义不明确，需根据题目所给条件加以分 析。如重力与电场力大小相近时，重力不可忽 略；若电场力远大于重力，可忽略；也可根据 物体的运动性质来判断。,注意：,第九节 带电粒子在匀强电场中的运动,（1）匀强电场：如在带等量异种电荷的平行金属 板之间的电场（2）非匀强电场：如单个的正电荷形成的电场、单个的负电荷形成的电场、等量异种电荷形 成的电场、等量同种电荷形成的电场、点电 荷与带电平板所形成的电场等。,2、电场：,3、分析受力时要多一项电场力，讨论功能问题 时要正确计算电场力做功及电势能的变化。,第九节 带电粒子在匀强电场中的运动,离子发生器发射出一束质量为m，电荷量为q的负离子，从静止 经加速电压U1加速后，获得速度V0，并沿垂直于电场线方向射入两平行板中央，受偏转电压U2作用后，以速度离开电场，已知平行板长为，两板间距离为d，,求：(1）离子在偏转电场中运动 的时间、加速度、离开 偏转电场时速度的大小（2）离子在离开偏转电场时 的偏移量和偏转角的正 切值。,例题：,第九节 带电粒子在匀强电场中的运动,求：（1）离子在偏转电场中运动的时间、加速度、离开偏转电场 时速度的大小。,解：,由动能定理得到,求：（2）离子在离开偏转电场时的横向偏移量和偏转角的正切值。,偏移量,解：,和带电粒子q、m无关，只取决于加速电场和偏转电场,偏转角的正切值：,和带电粒子q、m无关，只取决于加速电场和偏转电场,第九节 带电粒子在匀强电场中的运动,处理带电粒子在电场中运动的一般步骤是：,（1）分析带电粒子的受力情况，尤其要注意是否应该考 虑重力，电场力是否恒定等。,（2）分析带电粒子的初始状态及条件，确定带电粒子作 直线运动还是曲线运动。,（3）建立正确的物理模型，确定解题方法是动力学，还 是能量守恒（或动能定理）。,（4）利用物理规律或其他手段（如图线等）找出物理量 间的关系，建立方程组。,三、带电粒子先加速后偏转在电子技术中的应用示波管。,构造,电子枪,偏转电极,荧光屏,第九节 带电粒子在匀强电场中的运动,原理图,+,+,+,-,-,-,V0,L,P,Y,Y,第九节 带电粒子在匀强电场中的运动,三、带电粒子先加速后偏转在电子技术中 的应用示波管。,第九节 带电粒子在匀强电场中的运动,如图所示,水平放置的A、B两平行金属板相距为d,现有质量为m,电量为-q的小球,从距A板高h处自由下落,通过小孔C进入电场,但没能到达B板,求AB间电势差的最小值？,例1：,解法一：（动能定理法）,在整个过程中，由动能定理得：mg(h+d)-qUmin=0 Umin=mg(h+d)/q,如图所示,水平放置的A、B两平行金属板相距为d,现有质量为m,电量为-q的小球,从距A板高h处自由下落,通过小孔C进入电场,但没能到达B板,求AB间电势差的最小值？,例1：,第九节 带电粒子在匀强电场中的运动,解法二：牛顿定律和运动学规律,第九节 带电粒子在匀强电场中的运动,例2：,答案：A,
