帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng) 優(yōu)質(zhì)課比賽一等獎(jiǎng)

第一章靜電場

第九節(jié)帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)人教版選修3－1復(fù)習(xí)：1.計(jì)算電場力做功的方法W電=-ΔεW電=UqW電=FScosθ適用于勻強(qiáng)電場適用于一切電場2.判斷物體的運(yùn)動(dòng)F合與v0在一條直線上，F(xiàn)合與v0不在一條直線上，做直線運(yùn)動(dòng)做曲線運(yùn)動(dòng)動(dòng)能定理++++++++________UUE加速勻速勻速一、帶電粒子的加速已知：質(zhì)子的m、q、和U，初速為零，求：vqUm+_帶電粒子的加速d1、受力分析:水平向右的電場力

F＝Eq=qU/dF2、運(yùn)動(dòng)分析:初速度為零，加速度為a=qU/md的向右勻加速直線運(yùn)動(dòng)。解法一運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)求解解法二運(yùn)用動(dòng)能定理求解粒子加速后的速度只與加速電壓有關(guān),此式也適用于非勻強(qiáng)電場的情況。2、關(guān)于重力是否考慮的問題(1)基本粒子：如電子、質(zhì)子、α粒子、離子等除有說明或明確的暗示外，一般都不考慮重力（但不能忽略質(zhì)量）。(2)帶電顆粒：如液滴、油滴、塵埃、小球等，除有說明或明確的暗示以外，一般都不能忽略重力。

如圖所示的電場中有A、B兩點(diǎn)，A、B的電勢差UAB＝100V，一個(gè)質(zhì)量為m=2.0×10-12kg、電量為q=-5.0×10-8C的帶電粒子，以初速度v0=3.0×103m/s由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，求粒子到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速率。（不計(jì)粒子重力）例題1A-v0Bq為負(fù)二、帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的偏轉(zhuǎn)ld+--------+++++++++Uv0q、mF+vv0vyyθ偏轉(zhuǎn)角側(cè)移二、帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的偏轉(zhuǎn)類平拋運(yùn)動(dòng)與粒子比荷q/m成正比與粒子初速度v0平方成反比與電場的屬性U、l、d有關(guān)二、帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的偏轉(zhuǎn)與粒子比荷q/m成正比與粒子初速度v0平方成反比與電場的屬性U、l、d有關(guān)類平拋運(yùn)動(dòng)

如圖所示，一價(jià)氫離子、一價(jià)氦離子、二價(jià)氦離子的混合物，經(jīng)同一加速電場加速后，垂直射入同一偏轉(zhuǎn)電場中，偏轉(zhuǎn)后，打在同一熒光屏上，則它們（）

A、側(cè)移相同

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)例題2析與解對加速過程由動(dòng)能定理：上式代入偏轉(zhuǎn)角正切公式：與粒子的電量q、質(zhì)量m無關(guān)代入得2可認(rèn)為在t時(shí)間內(nèi)電場不變設(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)入板間析與解

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電場，圖中電壓的最大值U0需滿足什么條件？例題3

帶電粒子在交變電場中的運(yùn)動(dòng)

在兩個(gè)相互平行的金屬板間加交變電壓時(shí)，在兩板間便可獲得交變電場。此類電場在某一時(shí)刻為勻強(qiáng)電場，即同一時(shí)刻，電場中各個(gè)位置處電場強(qiáng)度的大小、方向都相同；從某一段時(shí)間上看是變化的，即電場強(qiáng)度的大小、方向都可隨時(shí)間變化。

研究帶電粒子在這種交變電場中的運(yùn)動(dòng)，關(guān)鍵是根據(jù)電場變化的特點(diǎn)，正確地判斷粒子的運(yùn)動(dòng)情況。

當(dāng)帶電粒子通過電場的時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于電場變化的周期時(shí)，可認(rèn)為帶電粒子通過電場時(shí)電場強(qiáng)度的大小、方向都不變，為勻強(qiáng)電場。注意3示波管的原理YY’XX’-+--+-若金屬平行板水平放置,電子將在豎直方向上向電勢較高的Y電極發(fā)生偏轉(zhuǎn)若金屬平行板豎直放置,電子將在水平方向上向電勢較高的X’電極發(fā)生偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)電極的不同放置方式三、示波管的原理產(chǎn)生高速飛行的電子束待顯示的電壓信號(hào)鋸齒形掃描電壓使電子沿Y方向偏移使電子沿x方向偏移三、示波管的原理1、如果在電極XX’之間不加電壓，而在YY’之間加不變電壓，使Y的電勢比Y’高，電子將打在熒光屏的什么位置？電子沿Y方向向上偏移三、示波管的原理1、如果在電極XX’之間不加電壓，但在YY’之間加不變電壓，使Y的電勢比Y’高，電子將打在熒光屏的什么位置？

如果在電極YY’之間不加電壓，但在XX’之間加不變電壓，使X的電勢比X’高，電子將打在熒光屏的什么位置？電子沿X方向向里偏移三、示波管的原理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方向向上偏移三、示波管的原理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方向向下偏移三、示波管的原理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方向向里偏三、示波管的原理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X的電勢比X’高,圖像向X電極方向偏轉(zhuǎn)三、示波管的原理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X’的電勢比X高，圖像向X’方向偏轉(zhuǎn)三、示波管的原理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？XYABCDEFABCDEFXYOABC