帶電離子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)ppt

1、1.9 1.9 帶電粒子在電場(chǎng)帶電粒子在電場(chǎng) 中的運(yùn)動(dòng)中的運(yùn)動(dòng)電場(chǎng)中的帶電粒子一般可分為兩類：電場(chǎng)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(fù)離子等。粒子，正負(fù)離子等。這些粒子所受重力和電場(chǎng)力相比在小得多，除非有這些粒子所受重力和電場(chǎng)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(chǎng)中的加速帶電粒子在電場(chǎng)中的加速00v?tvUE1用牛頓運(yùn)動(dòng)定律分析用牛頓運(yùn)動(dòng)定律分析用動(dòng)能定理分析用動(dòng)能定理分析（加速電壓）（加速電壓）根據(jù)動(dòng)能定理：根據(jù)動(dòng)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(yùn)動(dòng)學(xué)公式：和運(yùn)動(dòng)學(xué)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(qiáng)電場(chǎng)的情況此式也適用于不是勻強(qiáng)電場(chǎng)的情況一一. 帶電粒子在電場(chǎng)中的加速帶電粒子在電場(chǎng)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(chǎng)力的作用下以初速的帶電粒子在電場(chǎng)力的作用下以初速v v0 0開始從正極板向負(fù)極板運(yùn)動(dòng)。則開始從正極板向負(fù)極板運(yùn)動(dòng)。則（1 1）帶電粒子在電場(chǎng)中作什么運(yùn)動(dòng)？）帶電粒子在電場(chǎng)中作什么運(yùn)動(dòng)？（2 2）粒子穿出負(fù)極板時(shí)的速度多大？）粒子穿出負(fù)極板時(shí)的速度多大？（3 3）粒子穿出負(fù)極板后做什么運(yùn)動(dòng)？）粒子穿出負(fù)極板后做什么運(yùn)動(dòng)？一般用一般用“動(dòng)能定理動(dòng)能定理”求解求解 U1+ + +v v0 0v v二二. 帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)dyqm,0vl)(偏轉(zhuǎn)電壓U試根據(jù)類平拋運(yùn)動(dòng)的知識(shí)，推導(dǎo)偏移

4、量試根據(jù)類平拋運(yùn)動(dòng)的知識(shí)，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(jì)算的計(jì)算（1）粒子做什么運(yùn)動(dòng)？）粒子做什么運(yùn)動(dòng)？（2）為計(jì)算）為計(jì)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(jì)算出嗎？）這些物理量能計(jì)算出嗎？y221aty ta,?tEFa?y2202mdvqULy 偏轉(zhuǎn)角偏轉(zhuǎn)角的計(jì)算的計(jì)算（1）什么叫偏轉(zhuǎn)角）什么叫偏轉(zhuǎn)角v0vyv（2）怎樣計(jì)算偏轉(zhuǎn)角）怎樣計(jì)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(fù)離子，從靜止負(fù)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(chǎng)線方向射入兩平行板中央，受偏轉(zhuǎn)電并沿垂直于電場(chǎng)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(chǎng)，已知平行板長為離開電場(chǎng)，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(chǎng)中運(yùn)動(dòng)）離子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng) 的時(shí)間、加速度、速度的時(shí)間、加速度、速度 的大??；的大??； 2 2）離子在離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)）離子在離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí) 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(jìn)入平行板間的勻在距兩極板等間距處垂直進(jìn)入平行板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，若兩板間距強(qiáng)電場(chǎng)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(gè)板之間的電壓最多能加多少？出，兩個(gè)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(hào)隨時(shí)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(huì)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(huì)發(fā)出可見光，電子本身并不能發(fā)光，從屏上觀察亮點(diǎn)，可知打到屏上電子的偏移情況。能發(fā)光，從屏上觀察亮點(diǎn)，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(chǎng)使帶電粒子加速一、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)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