带电粒子在电场中的偏转.ppt

热烈欢迎各位老师莅临指导,带电粒子在电场中的偏转,信宜市华侨中学 赖大干,教学目标,1了解带电粒子在匀强电场中只受电场 力(恒力），带电粒子做匀变速运动。2重点掌握初速度与场强方向垂直的带电粒子在匀强电场中的运动(类平抛运动)。,复习一、带电粒子在电场中的加速,U,d,E,F,v,若不计粒子重力，该粒子将沿电场线从静止开始做匀加速直线运动。,d,+q,思考：（1）分析带电粒子受力？（不计重力）（2）带电粒子在电场中作什么运动？（3）运动轨迹怎样？（假如能穿出电场）,U,m,Vygt；,水平X（匀速）：,竖直y（自由落体）：,受力特点：只受重力，GV0，a=g,（1）如何求粒子在电场中运动的时间t?,讨论与交流,（2）如何求粒子在电场运动的加速度a？,（3）如何求粒子穿出电场时在竖直方向上的速度?,(4)如何求粒子射出板间时偏转的距离y?,（5）合速与水平方向的夹角的正切值是多少？,练习,1、带电粒子以初速度V0垂直电场方向进入平行金属板形成的匀强电场中，它离开电场时，偏离原方向的距离为y，偏转角为,下列说法正确的是（）A、粒子在电场中作类平抛运动B、偏转角与粒子的电量和质量无关C、粒子穿过电场的时间，决定于极板长和粒子进入电场时的初速度D、粒子的偏移距离y，与加在两极板上的电压无关,AC,练习,2、带电粒子垂直进入匀强电场中偏转时，（除电场力外不计其它力的作用）则粒子（）A、电势能增加，动能增加B、电势能减少，动能增加C、电势能和动能都不变D、以上说法都不正确,B,3.两质子分别以速度 v 和 2v 垂直场强方向射入同一匀强电场中，则两质子离开电场时：在电场中运动时间之比为_。沿场强方向偏移的距离之比为_。,2:1,4:1,练习,例题：如图1-8-3，两个相同的极板Y与Y1的长度l=6cm,相距d=2cm，极板间的电压U=200v，一个电子沿平行极板的方向射入电场中，射入电场时的速度是V0=3.0107m/s，求电子射出电场时沿垂直于板面方向偏移的距离y?,解：粒子在电场中做类平抛运动水平方向：L=vot 竖直方向：由牛顿第二定律得 a=F/m=eE/m=eU/md 在电场方向偏移的距离为：y=at2/2 由得：代入数据得：y=0.36cm即电子射出时沿垂直于板面方向偏离0.36cm,课堂小结：,二、带电粒子在电场中偏转,（运动的合成和分解）,一、带电粒子在电场中的偏转就是一个类平抛的运动。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。,作业：课本P23第2题,例题：如图所示，一个质量为m、带电量为q的粒子，由静止开始，先经过电压为U1的电场加速后，再垂直于场强方向射入两平行金属板间的匀强电场中。两金属板板长为l，间距为d，板间电压为U2。求粒子射出两金属板间时偏转的距离y?,分析:这个例题包含有加速和偏转两个物理过程 加速过程使粒子获得速度v0，由动能定理,偏转过程经历的时间,偏转过程加速度,所以偏转的距离,讨论：,（1）偏转的距离y仅由 决定，与带电粒子 无关。,（2）要增大偏转的距离y，可采取的措施有：,结论：,（1）偏转的距离y仅由加速电场和偏转电场的情况决定，与带电粒子的电量、质量无关。,（2）要增大偏转的距离y，可采取的措施有：减少加速电压U1或增大偏转电压U2。,二、带电粒子在电场中的偏转,带电粒子在电场中作什么运动？,图错了,结论,与粒子荷质比q/m成正比,与粒子初速度v0平方成反比,与电场的属性U、l、d有关,与粒子荷质比q/m成正比,与粒子初速度v0平方成反比,与电场的属性U、l、d有关,与粒子初动能成反比,与粒子初动能成反比,3、质子(质量为m、电量为e)和二价氦离子(质量为4m、电量为2e)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。,练习,与电量成正比,与电量成正比,1:2,1:2,三、示波器,1、作用：观察电信号随时间变化的情况.,2、组成：核心部件是示波管（内部是真空的）它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成。,详细分析讲解例题2。,2、带电粒子在电场中的偏转,d,-q,l/2,解：粒子vo在电场中做类平抛运动沿电场方向匀速运动所以有：L=vot 电子射出电场时，在垂直于电场方向偏移的距离为：y=at2/2 粒子在垂直于电场方向的加速度：a=F/m=eE/m=eU/md 由得：代入数据得：y=0.36m即电子射出时沿垂直于板面方向偏离0.36m电子射出电场时沿电场方向的速度不变仍为vo，而垂直于电场方向的速度：故电子离开电场时的偏转角为：代入数据得：=6.8,