9帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

1、9 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),1、了解帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)只受電場(chǎng)力，帶電粒子做勻變速運(yùn)動(dòng)。 2、重點(diǎn)掌握初速度與場(chǎng)強(qiáng)方向垂直的帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)。 3、知道示波管的主要構(gòu)造和工作原理。,如電子，質(zhì)子，粒子，正負(fù)離子等。這些粒子所受重力和電場(chǎng)力相比小得多，一般都不考慮重力。（但并不能忽略質(zhì)量）,帶電的基本粒子：,一、帶電粒子的加速：（不計(jì)重力）,如圖所示，在真空中有一對(duì)平行金屬板，由于接上電池組而帶電，兩板間的電勢(shì)差為U。若一個(gè)質(zhì)量為m，帶正電荷q的粒子，在靜電力作用下由靜止開(kāi)始從正極板向負(fù)極板運(yùn)動(dòng)，計(jì)算它到達(dá)負(fù)極板時(shí)的速度。,靜電力做的功,設(shè)帶電粒子到達(dá)負(fù)極板的速率為v,由動(dòng)能定理可知,

2、得：,例1 熾熱的金屬絲可以發(fā)射電子。在金屬絲和金屬板之間加以電壓U=2500V，發(fā)射出的電子在真空中加速后，從金屬板的小孔穿出。求電子穿出時(shí)的速度有多大？設(shè)電子剛剛離開(kāi)金屬絲時(shí)的速度為零。,解：,由動(dòng)能定理知,解得：,三、帶電粒子的偏轉(zhuǎn)：（不計(jì)重力）,+ + + + + + + + +,- - - - - - - - -,+,1、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析：,帶電粒子以速度v0垂直于電場(chǎng)線方向飛入兩帶電平行板產(chǎn)生的勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，若只受電場(chǎng)力作用，則帶電粒子做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。,2、偏轉(zhuǎn)問(wèn)題的分析處理方法： （類似平拋運(yùn)動(dòng)分析方法）,（1）沿初速度方向是速度為v0的勻速直線運(yùn)動(dòng)；,（2）沿電場(chǎng)力方向是初速度為零

3、的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。,類平拋運(yùn)動(dòng),與粒子比荷q/m成正比,與粒子初速度v0的平方成反比,與電場(chǎng)的屬性U、l、d有關(guān),與粒子比荷q/m成正比,與粒子初速度v0 的平方成反比,與電場(chǎng)的屬性U、l、d有關(guān),實(shí)驗(yàn)演示帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn),四、示波管的原理：,（1）電子槍：發(fā)射并加速電子。,（2）偏轉(zhuǎn)電極：YY使電子束豎直偏轉(zhuǎn)；XX使電子束水平偏轉(zhuǎn)。,（3）熒光屏：電子束打到熒光屏上能使該處的熒光物質(zhì)發(fā)光。,如果在XX之間不加電壓,而在YY之間所加的電壓按圖所示的規(guī)律隨時(shí)間變化，在熒光屏?xí)吹绞裁磮D形？,Y,Y,X,YY隨信號(hào)電壓同步變化，但由于視覺(jué)暫留和熒光物質(zhì)的殘光特性，只能看到一條豎直的亮線,X,

4、示波器圖象,（）同理可得亮斑在水平方向的偏移隨加在上的電壓而變化，若所加的電壓為特定的周期性變化電壓則亮斑在水平方向來(lái)回運(yùn)動(dòng)掃描，如果掃描電壓變化很快，亮斑看起來(lái)為一條水平的亮線,掃描電壓,示波器圖象,Y,Y,X,X,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？,X,Y,O,A,B,C,D,E,F,A,B,C,D,E,F,A,B,O,C,t1,D,E,F,t2,Uy,Ux,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,X,示波器圖象,O,1.如圖所示P和Q為兩平行金屬板，

5、板間電壓為U，在P板 附近有一電子由靜止開(kāi)始向Q 板運(yùn)動(dòng)，關(guān)于電子到達(dá)Q板 時(shí)的速率，下列說(shuō)法正確的是：（ ） A、兩板間距離越大，加速時(shí)間越長(zhǎng)， 獲得的速率就越大 B、兩板間距離越小，加速度越大，獲得的速率就越大 C、與兩板間距離無(wú)關(guān)，僅與加速電壓U有關(guān) D、以上說(shuō)法都不正確,C,2.如圖所示，電量和質(zhì)量都相同的帶正電粒子以不同的初 速度通過(guò)A、B兩板間的加速電場(chǎng)后飛出，不計(jì)重力的作 用，則下列說(shuō)法正確的是（ ） A、它們通過(guò)加速電場(chǎng)所需的時(shí)間相等 B、它們通過(guò)加速電場(chǎng)過(guò)程中動(dòng)能的增量相等 C、它們通過(guò)加速電場(chǎng)過(guò)程中動(dòng)量的增量相等 D、它們通過(guò)加速電場(chǎng)過(guò)程中電勢(shì)能的減少量相等,BD,3帶電粒

6、子垂直場(chǎng)強(qiáng)方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)，僅在電場(chǎng)力作 用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)，在這一過(guò)程中帶電粒子的（ ） A電勢(shì)能增加，動(dòng)能減小 B電勢(shì)能減小，動(dòng)能增加 C機(jī)械能保持不變 D電勢(shì)能的減小大于機(jī)械能的增加,B,4.帶電粒子從靜止出發(fā)經(jīng)過(guò)電壓為U1的電場(chǎng)加速后，垂直 進(jìn)入電壓為U2的偏轉(zhuǎn)勻強(qiáng)電場(chǎng)，當(dāng)粒子離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)偏移 距離為y，要使y增大為原來(lái)的2倍，可供選用的方法是 （ ） A、使U1減小為原來(lái)的1/2 B、使U2增大為原來(lái)的2倍 C、使偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)極板長(zhǎng)度增大為原來(lái)的2倍 D、使偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)極板間的距離減小為原來(lái)的l/2,ABD,5、如圖所示，水平平行金屬板A、B間距為d，帶電質(zhì)點(diǎn)質(zhì) 量為m，電荷量為q，當(dāng)質(zhì)點(diǎn)以速率v從兩極板中央水平飛入兩極間，兩極不加電壓時(shí)，恰好從下板邊緣飛出，若給A、 B兩極加一電壓U，則恰好從上板邊緣飛出，那么所加電壓U= 。,一、利用電場(chǎng)使帶電 粒子加速,二、利用電場(chǎng)使帶電粒子偏轉(zhuǎn),從動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)角度分析,從做功和能量的角度分析,類平拋運(yùn)動(dòng)的分析方法,