人教版高中物理選修3-1第一章靜電場(chǎng)第9節(jié)帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(40張ppt)

9帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)二、帶電粒子的偏轉(zhuǎn)_+U1-qmv0一、帶電粒子的加速v0++++++------U2dlv-qmv0yθvy垂直電場(chǎng)方向:平行電場(chǎng)方向:2偏移距離dmvqlU2022=2偏轉(zhuǎn)角dmvqlU20=2類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)思考?

一個(gè)電荷量為-q質(zhì)量為m的帶電粒子，由靜止進(jìn)入一個(gè)電壓為U1的加速電場(chǎng)加速后，又垂直進(jìn)入一個(gè)電壓為U2的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，經(jīng)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后打在熒光屏上,整個(gè)裝置如圖示.試分析帶電粒子的運(yùn)動(dòng)情況(不計(jì)粒子的重力).v0++++++------U2dlvyθvy_+U1-qmv0OYL加速偏轉(zhuǎn)勻速瞬時(shí)速度是聯(lián)系兩個(gè)過(guò)程的橋梁三、帶電粒子的加速偏轉(zhuǎn)思考?

一個(gè)電荷量為-q質(zhì)量為m的帶電粒子，由靜止進(jìn)入一個(gè)電壓為U1的加速電場(chǎng)加速后，又垂直進(jìn)入一個(gè)電壓為U2的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，經(jīng)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后打在熒光屏上,整個(gè)裝置如圖示.求:(1)出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的偏移距離y；(2)出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角；(3)打在熒光屏上時(shí)的偏移距離Y.v0++++++------U2dlvyθvy_+U1-qmv0OYLθ三、帶電粒子的加速偏轉(zhuǎn)v0++++++------U2dlvyθvy_+U1-qmv0OYL經(jīng)加速電場(chǎng)U1加速后:經(jīng)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)U2偏轉(zhuǎn)后:(1)偏移距離y:dmvqlU2022=2y(2)偏轉(zhuǎn)角:θdmvqlU20=2tanq(3)偏移距離Y:qtan)L2(lY+=dUlU122=dUlU1224=dUlU122三、帶電粒子的加速偏轉(zhuǎn)YY’XX’-+--+-若金屬板水平放置電子將豎直偏轉(zhuǎn)若金屬板豎直放置電子將水平偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)電極的放置方式1、如圖，電子在電勢(shì)差為U1的加速電場(chǎng)中由靜止開(kāi)始加速，然后射入電勢(shì)差為U2的兩塊平行極板間的電場(chǎng)中，入射方向跟極板平行。整個(gè)裝置處在真空中，重力可忽略。在滿(mǎn)足電子能射出平行板區(qū)的條件下，下述四種情況中，一定能使電子的偏轉(zhuǎn)角θ變大的是（）A、U1變大、U2變大B、U1變小、U2變大C、U1變大、U2變小D、U1變小、U2變小例與練析與解對(duì)加速過(guò)程由動(dòng)能定理：對(duì)偏轉(zhuǎn)過(guò)程由偏轉(zhuǎn)角正切公式：dUlU122=dUlUy1224=電學(xué)搭臺(tái)力學(xué)唱戲1、如圖，電子在電勢(shì)差為U1的加速電場(chǎng)中由靜止開(kāi)始加速，然后射入電勢(shì)差為U2的兩塊平行極板間的電場(chǎng)中，入射方向跟極板平行。整個(gè)裝置處在真空中，重力可忽略。在滿(mǎn)足電子能射出平行板區(qū)的條件下，下述四種情況中，一定能使電子的偏轉(zhuǎn)角θ變大的是（）A、U1變大、U2變大B、U1變小、U2變大C、U1變大、U2變小D、U1變小、U2變小B例與練

2、如圖所示，二價(jià)氦離子和質(zhì)子的混合體，經(jīng)同一加速電場(chǎng)加速后，垂直射入同一偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中，偏轉(zhuǎn)后，打在同一熒光屏上，則它們()A、側(cè)移距離相同

B、偏轉(zhuǎn)角相同

C、到達(dá)屏上同一點(diǎn)

D、到達(dá)屏上不同點(diǎn)ABCdUlUy1224=dUlU122=帶電粒子的偏移量和偏轉(zhuǎn)角由系統(tǒng)決定，而與粒子的質(zhì)量、電量無(wú)關(guān).只要電性相同的帶電粒子,在電場(chǎng)中留下的軌跡相同,所以無(wú)法將電性相同的粒子分開(kāi).例與練3、如圖所示，有一電子(電量為e、質(zhì)量為m)經(jīng)電壓U1加速后，沿平行金屬板A、B中心線進(jìn)入兩板，A、B板間距為d、長(zhǎng)度為l，A、B板間電壓為U2，屏CD足夠大，距離A、B板右邊緣2l，AB板的中心線過(guò)屏CD的中心且與屏CD垂直。試求電子束打在屏上的位置到屏中心間的距離。例與練析與解電子離開(kāi)電場(chǎng)，就好象從中點(diǎn)沿直線離開(kāi)的：θ對(duì)加速過(guò)程由動(dòng)能定理：dUlU122=Yqtan)22(llY+=\dUlU1224=5帶電粒子打在屏上的位置(偏移量Y):由系統(tǒng)決定，而與粒子的質(zhì)量、電量無(wú)關(guān).四、示波管的原理1、示波器的作用：觀察電信號(hào)隨時(shí)間變化的情況2、示波管的結(jié)構(gòu)：由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成3、示波管的原理產(chǎn)生高速飛行的電子束待顯示的信號(hào)電壓鋸齒形掃描電壓使電子沿Y方向偏移使電子沿x方向偏移2、如果在電極XX’之間不加電壓，但在YY’之間加如圖所示的交變電壓，在熒光屏上會(huì)看到什么圖形？0<t<t1電子沿Y方向向上偏移思考與討論2、如果在電極XX’之間不加電壓，但在YY’之間加如圖所示的交變電壓，在熒光屏上會(huì)看到什么圖形？t1<t<t2電子沿Y方向向下偏移思考與討論電子槍偏轉(zhuǎn)電極-+熒光屏YY’XX’YY’XX’3、如果在YY’之間加如圖所示的交變電壓，同時(shí)在XX’之間加不變電壓，使X的電勢(shì)比X’高，在熒光屏上會(huì)看到什么圖形？0<t<t1電子沿Y方向向上偏，沿X方向向里偏思考與討論3、如果在YY’之間加如圖所示的交變電壓，同時(shí)在XX’之間加不變電壓，使X的電勢(shì)比X’高，在熒光屏上會(huì)看到什么圖形？t1<t<t2電子沿Y方向向下偏，沿X方向向里偏思考與討論電子槍偏轉(zhuǎn)電極-+熒光屏YY’XX’YY’XX’3、如果在YY’之間加如圖所示的交變電壓，同時(shí)在XX’之間加不變電壓，使X’的電勢(shì)比X高，在熒光屏上會(huì)看到什么圖形？電子沿Y方向向上向下偏，沿X方向向外偏思考與討論電子槍偏轉(zhuǎn)電極-+熒光屏YY’XX’YY’XX’4、如果在YY’之間加如圖所示的交變電壓，同時(shí)在XX’之間加鋸齒形掃描電壓，在熒光屏上會(huì)看到什么圖形？XYOABCDEFABCDEFABOCt1DEFt2思考與討論電子槍偏轉(zhuǎn)電極-+熒光屏YY’XX’YY’XX’如果信號(hào)電壓是周期性的，并且掃描電壓與信號(hào)電壓的周期相同，就可以在熒光屏上得到待測(cè)信號(hào)在一個(gè)周期內(nèi)隨時(shí)間變化的穩(wěn)定圖象電子槍偏轉(zhuǎn)電極-+熒光屏YY’XX’YY’XX’UXt4、如圖所示的示波管，如果在YY’之間加如圖所示的交變電壓，同時(shí)在XX’之間加如圖所示的鋸齒形電壓，使X的電勢(shì)比X’高，在熒光屏上會(huì)看到什么圖形？例與練UxtOt1t24、如圖所示的示波管，如果在YY’之間加如圖所示的交變電壓，同時(shí)在XX’之間加如圖所示的鋸齒形電壓，使X的電勢(shì)比X’高，在熒光屏上會(huì)看到什么圖形？例與練UxtOt1t2XYO0<t<t1t1<t<t2v0++++++------U2dlvyθvy_+U1-qmv0OYL經(jīng)加速電場(chǎng)U1加速后:經(jīng)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)U2偏轉(zhuǎn)后:(1)偏移距離y:dmvqlU2022=2y(2)偏轉(zhuǎn)角:θdmvqlU20=2tanq(3)偏移距離Y:qtan)L2(lY+=dUlU122=dUlU1224=dUlU122三、帶電粒子的加速偏轉(zhuǎn)四、示波管的原理1、示波器的作用：觀察電信號(hào)隨時(shí)間變化的情況2、示波管的結(jié)構(gòu)：由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成3、示波管的原理作業(yè)：P39

4、54、讓一價(jià)氫離子、一價(jià)氦離子和二價(jià)氦離子的混合物經(jīng)過(guò)同一加速電場(chǎng)由靜止開(kāi)始加速，然后在同一偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)里偏轉(zhuǎn)，它們是否會(huì)分為三股粒子束？請(qǐng)通過(guò)計(jì)算說(shuō)明。問(wèn)題與練習(xí)比較離子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的側(cè)移距離y如果y不相同比較離子是否以相同偏角φ射出如果y相同如果φ不相同會(huì)分為三股如果φ

相同不會(huì)分為三股會(huì)分為三股答案：通過(guò)加速電場(chǎng)時(shí)獲得的動(dòng)能Ek=qU,加速電壓相同，二價(jià)氦離子電荷量最大，所以二價(jià)氦離子獲得動(dòng)能最大。粒子的偏轉(zhuǎn)量和偏轉(zhuǎn)角由加速電場(chǎng)和偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)決定，所以三種粒子不可能分開(kāi)為三股。

5.電子從靜止出發(fā)被1000V的電壓加速,然后沿著與電場(chǎng)垂直的方向進(jìn)入另一個(gè)電場(chǎng)強(qiáng)度為5000N/C的均強(qiáng)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),進(jìn)入方向與電場(chǎng)強(qiáng)度方向垂直.已知偏轉(zhuǎn)電極長(zhǎng)6cm,求電子離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速度及其與進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速度方向之間的夾角。問(wèn)題與練習(xí)14、初速度為2×107m/s的電子沿平行金屬板間的中心線射入板中，板長(zhǎng)為30cm，相距為4cm，在兩板間加上如圖所示的正弦交變電壓。已知電子的質(zhì)量為9×10-31Kg，電量為1.6×10-19C，不計(jì)電子重力，求：要使所有的電子都能離開(kāi)電場(chǎng)，圖中電壓的最大值U0需滿(mǎn)足什么條件？例與練可認(rèn)為在t時(shí)間內(nèi)電場(chǎng)不變?cè)O(shè)電子在兩板間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t設(shè)電子在偏轉(zhuǎn)電壓為U0時(shí)進(jìn)入