帶電離子在電場中的運動ppt

1、1.9 1.9 帶電粒子在電場帶電粒子在電場 中的運動中的運動電場中的帶電粒子一般可分為兩類：電場中的帶電粒子一般可分為兩類：1 1、微觀粒子：如電子，質(zhì)子，、微觀粒子：如電子，質(zhì)子， 粒子，正負離子等。粒子，正負離子等。這些粒子所受重力和電場力相比在小得多，除非有這些粒子所受重力和電場力相比在小得多，除非有說明或明確的暗示以外，說明或明確的暗示以外，一般都不考慮重力一般都不考慮重力。（但。（但并不能忽略質(zhì)量）。并不能忽略質(zhì)量）。2 2、宏觀微粒：如帶電小球、液滴、塵埃等。除非有、宏觀微粒：如帶電小球、液滴、塵埃等。除非有說明或明確的暗示以外，說明或明確的暗示以外，一般都考慮重力一般都考慮重力

2、。一一. 帶電粒子在電場中的加速帶電粒子在電場中的加速00v?tvUE1用牛頓運動定律分析用牛頓運動定律分析用動能定理分析用動能定理分析（加速電壓）（加速電壓）根據(jù)動能定理：根據(jù)動能定理：qU = mv v2/2或根據(jù)牛頓定律：或根據(jù)牛頓定律：a = F/ /m m = qU/dm和運動學公式：和運動學公式：v v2 = =2ad得得2qUmv v = 粒子加速后的速度只與加速電壓有關(guān)粒子加速后的速度只與加速電壓有關(guān)此式也適用于不是勻強電場的情況此式也適用于不是勻強電場的情況一一. 帶電粒子在電場中的加速帶電粒子在電場中的加速例題例題1 1：右圖所示，兩平行金屬板間加：右圖所示，兩平行金屬板間

3、加一電壓一電壓U U，有一帶正電荷，有一帶正電荷q q、質(zhì)量為、質(zhì)量為m m的帶電粒子在電場力的作用下以初速的帶電粒子在電場力的作用下以初速v v0 0開始從正極板向負極板運動。則開始從正極板向負極板運動。則（1 1）帶電粒子在電場中作什么運動？）帶電粒子在電場中作什么運動？（2 2）粒子穿出負極板時的速度多大？）粒子穿出負極板時的速度多大？（3 3）粒子穿出負極板后做什么運動？）粒子穿出負極板后做什么運動？一般用一般用“動能定理動能定理”求解求解 U1+ + +v v0 0v v二二. 帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)dyqm,0vl)(偏轉(zhuǎn)電壓U試根據(jù)類平拋運動的知識，推導(dǎo)偏移

4、量試根據(jù)類平拋運動的知識，推導(dǎo)偏移量 y和偏轉(zhuǎn)角和偏轉(zhuǎn)角偏移量偏移量 y的計算的計算（1）粒子做什么運動？）粒子做什么運動？（2）為計算）為計算y，需要知道哪些物理量？，需要知道哪些物理量？（3）這些物理量能計算出嗎？）這些物理量能計算出嗎？y221aty ta,?tEFa?y2202mdvqULy 偏轉(zhuǎn)角偏轉(zhuǎn)角的計算的計算（1）什么叫偏轉(zhuǎn)角）什么叫偏轉(zhuǎn)角v0vyv（2）怎樣計算偏轉(zhuǎn)角）怎樣計算偏轉(zhuǎn)角？?tan0vvyLymdVqUL2tan20例例1 1：離子發(fā)生器發(fā)射出一束質(zhì)量為：離子發(fā)生器發(fā)射出一束質(zhì)量為mm，電荷量為，電荷量為q q的的負離子，從靜止負離子，從靜止 經(jīng)加速電壓經(jīng)加速電壓

5、U U 1 1 加速后，獲得速度加速后，獲得速度 ，并沿垂直于電場線方向射入兩平行板中央，受偏轉(zhuǎn)電并沿垂直于電場線方向射入兩平行板中央，受偏轉(zhuǎn)電壓壓U U2 2作用后，以速度作用后，以速度離開電場，已知平行板長為離開電場，已知平行板長為，兩板間距離為兩板間距離為d d. .0v 1 1）離子在偏轉(zhuǎn)電場中運動）離子在偏轉(zhuǎn)電場中運動 的時間、加速度、速度的時間、加速度、速度 的大??；的大?。?2 2）離子在離開偏轉(zhuǎn)電場時）離子在離開偏轉(zhuǎn)電場時 的橫向偏移量和偏轉(zhuǎn)角的橫向偏移量和偏轉(zhuǎn)角 的正切值。的正切值。 l+ + + + + +- - - - - -u u1 1dv v0 0 求：求：例例2.一

6、束電子流經(jīng)一束電子流經(jīng) U=5000V 的電壓加速后，的電壓加速后，在距兩極板等間距處垂直進入平行板間的勻在距兩極板等間距處垂直進入平行板間的勻強電場中，若兩板間距強電場中，若兩板間距 d=1.0cm，板長，板長 l=5.0cm，那么，要使電子能從平行板間飛，那么，要使電子能從平行板間飛出，兩個板之間的電壓最多能加多少？出，兩個板之間的電壓最多能加多少？三、示波器的原理三、示波器的原理 示波器是一種用來觀察電信號隨時間變化的電子儀器。它的核心部件是示波管：由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成，管內(nèi)抽成真空。（1 1）電子槍部分：）電子槍部分：E E電源作用是使金屬絲變熱發(fā)射電源作用是使金屬絲變熱發(fā)射

7、出電子，出電子，U U1 1電源作用是使發(fā)射出的電子在真空中被加速，獲電源作用是使發(fā)射出的電子在真空中被加速，獲得很大的速度從金屬板的小孔穿出。得很大的速度從金屬板的小孔穿出。（2 2）偏轉(zhuǎn)電極部分：）偏轉(zhuǎn)電極部分：YYYY/ /平行金屬板為豎直方向偏轉(zhuǎn)電極即平行金屬板為豎直方向偏轉(zhuǎn)電極即使平行金屬板入射的電子產(chǎn)生豎直方向的偏轉(zhuǎn)，使平行金屬板入射的電子產(chǎn)生豎直方向的偏轉(zhuǎn)，XXXX/ /平行金平行金屬為水平方向偏轉(zhuǎn)電極即使平行金屬板入射的電子產(chǎn)生水平屬為水平方向偏轉(zhuǎn)電極即使平行金屬板入射的電子產(chǎn)生水平方向的偏轉(zhuǎn)。方向的偏轉(zhuǎn)。（3 3）熒光屏部分：玻璃屏上涂有熒光物質(zhì)。高速電子打到）熒光屏部分：玻璃屏上涂有熒光物質(zhì)。高速電子打到熒光物質(zhì)，熒光物質(zhì)受激發(fā)后會發(fā)出可見光，電子本身并不熒光物質(zhì)，熒光物質(zhì)受激發(fā)后會發(fā)出可見光，電子本身并不能發(fā)光，從屏上觀察亮點，可知打到屏上電子的偏移情況。能發(fā)光，從屏上觀察亮點，可知打到屏上電子的偏移情況。課堂小結(jié)：課堂小結(jié)：一、利用電場使帶電粒子加速一、利用電場使帶電粒子加速二、利用電場使帶電粒子偏轉(zhuǎn)二、利用電場使帶電粒子偏轉(zhuǎn)從動力學和運動學角度分析從動力學和運動學角度分析從做功和能量的角度