帶電粒子在電場(chǎng)中的應(yīng)用ppt課件

1、導(dǎo)入新課導(dǎo)入新課使帶電粒使帶電粒子加速的子加速的安裝安裝他們見(jiàn)過(guò)他們見(jiàn)過(guò)圖中的示圖中的示波管嗎？波管嗎？想知道電子槍的任務(wù)原理么？想知道電子槍的任務(wù)原理么？第一章第一章 靜電場(chǎng)靜電場(chǎng)教學(xué)目的教學(xué)目的1. 1. 知識(shí)與才干知識(shí)與才干 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)形狀，及功能的帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)形狀，及功能的轉(zhuǎn)化關(guān)系。轉(zhuǎn)化關(guān)系。 學(xué)會(huì)運(yùn)用靜電力做功、電勢(shì)、電勢(shì)差、等學(xué)會(huì)運(yùn)用靜電力做功、電勢(shì)、電勢(shì)差、等勢(shì)面等概念研討帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)的勢(shì)面等概念研討帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)的能量轉(zhuǎn)化。能量轉(zhuǎn)化。 學(xué)會(huì)運(yùn)用靜電力、電場(chǎng)強(qiáng)度等概念研討帶學(xué)會(huì)運(yùn)用靜電力、電場(chǎng)強(qiáng)度等概念研討帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度、速

2、度和位電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度、速度和位移等物理量的變化。移等物理量的變化。2.2.過(guò)程與方法過(guò)程與方法 經(jīng)過(guò)帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)，運(yùn)用以前經(jīng)過(guò)帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)，運(yùn)用以前學(xué)過(guò)的知識(shí)解題。學(xué)過(guò)的知識(shí)解題。 經(jīng)過(guò)學(xué)習(xí)本節(jié)知識(shí)穩(wěn)定以前學(xué)過(guò)的知識(shí)。經(jīng)過(guò)學(xué)習(xí)本節(jié)知識(shí)穩(wěn)定以前學(xué)過(guò)的知識(shí)。3.3.情感態(tài)度與價(jià)值觀情感態(tài)度與價(jià)值觀 了解帶電粒子在電場(chǎng)中是如何運(yùn)動(dòng)的，運(yùn)了解帶電粒子在電場(chǎng)中是如何運(yùn)動(dòng)的，運(yùn)用現(xiàn)有的物理知識(shí)去了解未知的世界。用現(xiàn)有的物理知識(shí)去了解未知的世界。教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：教學(xué)重點(diǎn)：教學(xué)難點(diǎn)：教學(xué)難點(diǎn)：帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的加速度，帶電粒動(dòng)的加速度，帶電

3、粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)。子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)。帶電粒子在電場(chǎng)帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)。中的偏轉(zhuǎn)。一、帶電粒子的加速一、帶電粒子的加速二、帶電粒子的偏轉(zhuǎn)二、帶電粒子的偏轉(zhuǎn)三、示波管的原理三、示波管的原理內(nèi)容解析內(nèi)容解析一、帶電粒子的加速一、帶電粒子的加速 帶電粒子在電場(chǎng)中要遭到電場(chǎng)力的作用，帶電粒子在電場(chǎng)中要遭到電場(chǎng)力的作用，產(chǎn)生加速度，速度的大小和方向都會(huì)發(fā)生變化。產(chǎn)生加速度，速度的大小和方向都會(huì)發(fā)生變化。在現(xiàn)代科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)設(shè)備中，經(jīng)常根據(jù)這個(gè)在現(xiàn)代科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)設(shè)備中，經(jīng)常根據(jù)這個(gè)道理，利用電場(chǎng)來(lái)改動(dòng)或控制帶電粒子的運(yùn)動(dòng)。道理，利用電場(chǎng)來(lái)改動(dòng)或控制帶電粒子的運(yùn)動(dòng)。下面討論兩種最簡(jiǎn)單的情況：一是利用電

4、場(chǎng)使下面討論兩種最簡(jiǎn)單的情況：一是利用電場(chǎng)使帶電粒子加速，一是利用電場(chǎng)使帶電粒子偏轉(zhuǎn)。帶電粒子加速，一是利用電場(chǎng)使帶電粒子偏轉(zhuǎn)。 下面我們先來(lái)引見(jiàn)一下如何利用電場(chǎng)使帶下面我們先來(lái)引見(jiàn)一下如何利用電場(chǎng)使帶電粒子加速。電粒子加速。 如左圖所示，如左圖所示，在真空中有一對(duì)平在真空中有一對(duì)平行金屬板，兩板間行金屬板，兩板間加以電壓加以電壓U。兩板。兩板間有一個(gè)帶正電荷間有一個(gè)帶正電荷q的帶電粒子，它的帶電粒子，它在電場(chǎng)力的作用下，在電場(chǎng)力的作用下，由靜止開(kāi)場(chǎng)從正極由靜止開(kāi)場(chǎng)從正極板向負(fù)極板運(yùn)動(dòng)，板向負(fù)極板運(yùn)動(dòng)，到達(dá)負(fù)極板時(shí)的速到達(dá)負(fù)極板時(shí)的速度有多大？度有多大？Uq+-帶電粒子的加速帶電粒子的加速 我

5、們知道，兩平行金屬板間的電場(chǎng)是勻強(qiáng)我們知道，兩平行金屬板間的電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)。假設(shè)兩極板是其他外形，中間的電場(chǎng)不電場(chǎng)。假設(shè)兩極板是其他外形，中間的電場(chǎng)不是勻強(qiáng)電場(chǎng)，上式同樣適用。為什么？闡明是勻強(qiáng)電場(chǎng)，上式同樣適用。為什么？闡明理由。理由。 帶電粒子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，電場(chǎng)力所做的功帶電粒子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，電場(chǎng)力所做的功W=qU。設(shè)帶電粒子到達(dá)負(fù)極板時(shí)的動(dòng)能。設(shè)帶電粒子到達(dá)負(fù)極板時(shí)的動(dòng)能 ，由動(dòng)能定理可知，由動(dòng)能定理可知，由此可求出由此可求出221mvEk221mvqU mqUv2 帶電粒子沿與電場(chǎng)線平行的方向進(jìn)入勻強(qiáng)帶電粒子沿與電場(chǎng)線平行的方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)，遭到電場(chǎng)力與運(yùn)動(dòng)方向在同不斷線上，電場(chǎng)，遭到

6、電場(chǎng)力與運(yùn)動(dòng)方向在同不斷線上，做加減速直線運(yùn)動(dòng)。做加減速直線運(yùn)動(dòng)。1、運(yùn)動(dòng)形狀分析、運(yùn)動(dòng)形狀分析2、用功能觀念分析、用功能觀念分析 粒子只受電場(chǎng)力作用，運(yùn)動(dòng)變化量等于電粒子只受電場(chǎng)力作用，運(yùn)動(dòng)變化量等于電勢(shì)能的變化量。勢(shì)能的變化量。221mvqU 初速度為零時(shí)初速度為零時(shí)2022121mvmvqU初速度不為零時(shí)初速度不為零時(shí) 如右圖所示，在真空如右圖所示，在真空中程度放置一對(duì)金屬板中程度放置一對(duì)金屬板X(qián)和和Y，板間間隔為，板間間隔為d。在兩板。在兩板間加以電壓間加以電壓U，兩板間的勻，兩板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為E=U/d?，F(xiàn)。現(xiàn)有一電荷量為有一電荷量為q的帶電粒子的帶電粒子以程度速

7、度以程度速度v0射入電場(chǎng)中，射入電場(chǎng)中，帶電粒子遭到豎直方向的電帶電粒子遭到豎直方向的電場(chǎng)力場(chǎng)力F=qE，因此在電場(chǎng)中，因此在電場(chǎng)中發(fā)生偏轉(zhuǎn)。發(fā)生偏轉(zhuǎn)。留意：以上公式適用于一切電場(chǎng)留意：以上公式適用于一切電場(chǎng)包括勻強(qiáng)電場(chǎng)和非勻強(qiáng)電場(chǎng)。包括勻強(qiáng)電場(chǎng)和非勻強(qiáng)電場(chǎng)。二、帶電粒子的偏轉(zhuǎn)二、帶電粒子的偏轉(zhuǎn)+ + + + + +- - -dl 帶電粒子以速度帶電粒子以速度v0垂直于電場(chǎng)線方向飛垂直于電場(chǎng)線方向飛入兩帶電平行板產(chǎn)生的勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，遭到恒定入兩帶電平行板產(chǎn)生的勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，遭到恒定的與初速度方向成九十度角的電場(chǎng)力作用而做的與初速度方向成九十度角的電場(chǎng)力作用而做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)軌跡為拋物線。勻變速曲線

8、運(yùn)動(dòng)軌跡為拋物線。1、運(yùn)動(dòng)形狀分析、運(yùn)動(dòng)形狀分析2、偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的分析處置方法、偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的分析處置方法 用類似平拋運(yùn)動(dòng)分析方法用類似平拋運(yùn)動(dòng)分析方法 1沿初速度方向?yàn)樗俣葹檠爻跛俣确较驗(yàn)樗俣葹関0的勻速直的勻速直線運(yùn)動(dòng)；線運(yùn)動(dòng)； 2沿電場(chǎng)力方向?yàn)槌跛俣葹榱愕膭蚣友仉妶?chǎng)力方向?yàn)槌跛俣葹榱愕膭蚣铀龠\(yùn)動(dòng)。速運(yùn)動(dòng)。3、根本公式、根本公式1加速度：加速度：mdqUmqEmFa2運(yùn)動(dòng)時(shí)間：運(yùn)動(dòng)時(shí)間：0vlt 3分開(kāi)電場(chǎng)的偏轉(zhuǎn)量：分開(kāi)電場(chǎng)的偏轉(zhuǎn)量：202202222121mdvqUlmvqElaty4偏轉(zhuǎn)量：偏轉(zhuǎn)量：200mdvqUlvvtgy 下面我們來(lái)研討一下帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)下面我們來(lái)研討一下帶電粒子在電

9、場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)它的重力能否可忽略不計(jì)。動(dòng)時(shí)它的重力能否可忽略不計(jì)。 1根本粒子：如電子、質(zhì)子、根本粒子：如電子、質(zhì)子、 粒子、粒子、離子等粒子有闡明或有明確暗示以外普通都可離子等粒子有闡明或有明確暗示以外普通都可忽略不計(jì)。忽略不計(jì)。 2帶電顆粒：如塵埃、液滴、小球等。帶電顆粒：如塵埃、液滴、小球等。除有有闡明或有明確暗示以外普通不能忽略。除有有闡明或有明確暗示以外普通不能忽略。三、示波管的原理三、示波管的原理 有一種電子儀器叫做示波管，可以用來(lái)察看有一種電子儀器叫做示波管，可以用來(lái)察看電信號(hào)隨時(shí)間變化的情況，在學(xué)生實(shí)驗(yàn)中要練習(xí)電信號(hào)隨時(shí)間變化的情況，在學(xué)生實(shí)驗(yàn)中要練習(xí)運(yùn)用它。示波管的中心部件是示波

10、管，它由電子運(yùn)用它。示波管的中心部件是示波管，它由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成，管內(nèi)抽成真空。槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成，管內(nèi)抽成真空。下面我們看一下示波管的原理圖。下面我們看一下示波管的原理圖。 假設(shè)在偏轉(zhuǎn)電極假設(shè)在偏轉(zhuǎn)電極 和偏轉(zhuǎn)電極和偏轉(zhuǎn)電極 上都上都沒(méi)有加電壓電子束從金屬板小孔射出后將沿直線沒(méi)有加電壓電子束從金屬板小孔射出后將沿直線傳播，打在熒光屏上，在那里產(chǎn)生一個(gè)亮斑。傳播，打在熒光屏上，在那里產(chǎn)生一個(gè)亮斑。XX YY 任務(wù)原理任務(wù)原理電子槍只是用來(lái)發(fā)射和加速電子，在電子槍只是用來(lái)發(fā)射和加速電子，在 、都沒(méi)加電壓時(shí)，在熒光屏中心處產(chǎn)生一個(gè)亮斑。假都沒(méi)加電壓時(shí)，在熒光屏中心處產(chǎn)生一個(gè)亮斑

11、。假設(shè)只在設(shè)只在 加正選變化電壓加正選變化電壓 時(shí)，熒光時(shí)，熒光屏上亮點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)是豎直方向的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，在熒光屏屏上亮點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)是豎直方向的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，在熒光屏上看到一條豎直方向的亮線。假設(shè)只在上看到一條豎直方向的亮線。假設(shè)只在 加上跟加上跟時(shí)間成正比的鋸齒形電壓稱掃描電壓時(shí)，熒光時(shí)間成正比的鋸齒形電壓稱掃描電壓時(shí)，熒光屏上的亮點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)是不斷反復(fù)從做到右的勻速直線屏上的亮點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)是不斷反復(fù)從做到右的勻速直線運(yùn)動(dòng)，在熒光屏上看到一條程度方向的亮線。假好運(yùn)動(dòng)，在熒光屏上看到一條程度方向的亮線。假好像時(shí)在像時(shí)在 加掃描電壓、加掃描電壓、 加同周期的正選變化加同周期的正選變化電壓，熒光屏亮點(diǎn)同時(shí)參與程度方向勻

12、速直線運(yùn)動(dòng)、電壓，熒光屏亮點(diǎn)同時(shí)參與程度方向勻速直線運(yùn)動(dòng)、豎直方向簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，在熒光屏上看到的曲線為一個(gè)豎直方向簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，在熒光屏上看到的曲線為一個(gè)完好的正選波形。完好的正選波形。XX YY YY tUUmsinXX XX YY 課堂小結(jié)課堂小結(jié)帶電粒子在電場(chǎng)中的速度公式：帶電粒子在電場(chǎng)中的速度公式： 利用電場(chǎng)來(lái)改動(dòng)或控制帶電粒子的運(yùn)動(dòng)。下利用電場(chǎng)來(lái)改動(dòng)或控制帶電粒子的運(yùn)動(dòng)。下面討論兩種最簡(jiǎn)單的情況：一是利用電場(chǎng)使帶電面討論兩種最簡(jiǎn)單的情況：一是利用電場(chǎng)使帶電粒子加速，一是利用電場(chǎng)使帶電粒子偏轉(zhuǎn)。粒子加速，一是利用電場(chǎng)使帶電粒子偏轉(zhuǎn)。一、帶電粒子的加速一、帶電粒子的加速mqUv2 帶電粒子沿與電

13、場(chǎng)線平行的方向進(jìn)入勻強(qiáng)電帶電粒子沿與電場(chǎng)線平行的方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)，遭到電場(chǎng)力與運(yùn)動(dòng)方向在同不斷線上，做加場(chǎng)，遭到電場(chǎng)力與運(yùn)動(dòng)方向在同不斷線上，做加減速直線運(yùn)動(dòng)。減速直線運(yùn)動(dòng)。221mvqU 初速度為零時(shí)初速度為零時(shí)2022121mvmvqU初速度不為零時(shí)初速度不為零時(shí)留意：以上公式適用于一切電場(chǎng)留意：以上公式適用于一切電場(chǎng)包括勻強(qiáng)電場(chǎng)和非勻強(qiáng)電場(chǎng)。包括勻強(qiáng)電場(chǎng)和非勻強(qiáng)電場(chǎng)。 帶電粒子以速度帶電粒子以速度v0垂直于電場(chǎng)線方向飛入垂直于電場(chǎng)線方向飛入兩帶電平行板產(chǎn)生的勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，遭到恒定的兩帶電平行板產(chǎn)生的勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，遭到恒定的與初速度方向成九十度角的電場(chǎng)力作用而做勻與初速度方向成九十度角的電場(chǎng)力

14、作用而做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)軌跡為拋物線。變速曲線運(yùn)動(dòng)軌跡為拋物線。二、帶電粒子的偏轉(zhuǎn)二、帶電粒子的偏轉(zhuǎn)1加速度：加速度：mdqUmqEmFa2運(yùn)動(dòng)時(shí)間：運(yùn)動(dòng)時(shí)間：0vlt 3分開(kāi)電場(chǎng)的偏轉(zhuǎn)量：分開(kāi)電場(chǎng)的偏轉(zhuǎn)量：202202222121mdvqUlmvqElaty4偏轉(zhuǎn)量：偏轉(zhuǎn)量：200mdvqUlvvtgy三、示波管的原理三、示波管的原理 示波管的中心部件是示波管，它由電示波管的中心部件是示波管，它由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成，管內(nèi)抽成子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成，管內(nèi)抽成真空。真空。 1. 1.有一束正離子，以一樣速率從同一位置有一束正離子，以一樣速率從同一位置進(jìn)入帶電平行板電容器的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，

15、一切離子進(jìn)入帶電平行板電容器的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一切離子運(yùn)動(dòng)軌跡一樣，闡明一切離子運(yùn)動(dòng)軌跡一樣，闡明一切離子 A A具有一樣質(zhì)量具有一樣質(zhì)量 B B具有一樣電荷量具有一樣電荷量 C C具有一樣的比荷具有一樣的比荷 D D屬于同一元素的同位素屬于同一元素的同位素 課堂練習(xí)課堂練習(xí)C 2.如圖是一個(gè)闡明示波管任務(wù)的原理圖，電如圖是一個(gè)闡明示波管任務(wù)的原理圖，電子經(jīng)加速電場(chǎng)加速電壓為子經(jīng)加速電場(chǎng)加速電壓為U1加速后垂直進(jìn)加速后垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，分開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)偏轉(zhuǎn)量是入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，分開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)偏轉(zhuǎn)量是h，兩平，兩平行板間的間隔為行板間的間隔為d，電壓為，電壓為U2，板長(zhǎng)為，板長(zhǎng)為l，每單，每單位電壓引起的偏

16、移位電壓引起的偏移 ，叫做示波管的靈敏度，為，叫做示波管的靈敏度，為了提高靈敏度，可采用以下哪些方法了提高靈敏度，可采用以下哪些方法 A增大增大U2 B減小減小l C減小減小d D增大增大U1C 3.一個(gè)有初速的、電量為一個(gè)有初速的、電量為+4108C為為的帶電粒子，在電場(chǎng)中只受電場(chǎng)力作用，從的帶電粒子，在電場(chǎng)中只受電場(chǎng)力作用，從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中，抑制電場(chǎng)力做了點(diǎn)的過(guò)程中，抑制電場(chǎng)力做了8105J的功。那么的功。那么A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差兩點(diǎn)的電勢(shì)差 =_，在此過(guò)程中，電荷的動(dòng)能，在此過(guò)程中，電荷的動(dòng)能_填填“添加或添加或“減少了減少了_ev.甲甲乙乙abcdQ下題圖下題圖-2000

17、V減少減少14100 . 5 4.如下圖，虛線表示某點(diǎn)電荷如下圖，虛線表示某點(diǎn)電荷Q所激發(fā)電場(chǎng)所激發(fā)電場(chǎng)的等勢(shì)面，知的等勢(shì)面，知a、b 兩點(diǎn)在同一等勢(shì)面上，兩點(diǎn)在同一等勢(shì)面上，c、d兩點(diǎn)在另一個(gè)兩點(diǎn)在另一個(gè)等勢(shì)面上。甲、乙兩個(gè)帶等勢(shì)面上。甲、乙兩個(gè)帶 電粒子以一樣的速率，沿不同的方向從同一電粒子以一樣的速率，沿不同的方向從同一點(diǎn)點(diǎn)a射入電場(chǎng)，在電場(chǎng)射入電場(chǎng)，在電場(chǎng) 中沿不同的軌跡中沿不同的軌跡adb曲線、曲線、acb曲線運(yùn)動(dòng)。曲線運(yùn)動(dòng)。那么兩粒子所帶的電荷符那么兩粒子所帶的電荷符 號(hào)號(hào)_填填“不同或不同或“一樣；一樣；經(jīng)過(guò)經(jīng)過(guò)b點(diǎn)時(shí)，兩粒子的速率點(diǎn)時(shí)，兩粒子的速率va vb填填“、 “= 或或

18、“NoImage不同不同= 5.一束初速不計(jì)的電子流在經(jīng)一束初速不計(jì)的電子流在經(jīng)U =5000V的的加速電壓加速后，在距兩極板等距處垂直進(jìn)入加速電壓加速后，在距兩極板等距處垂直進(jìn)入平行板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)，如下圖，假設(shè)板間間隔平行板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)，如下圖，假設(shè)板間間隔d =1.0cm，板長(zhǎng)，板長(zhǎng)l =5.0cm，那么，要使電子能，那么，要使電子能從平行板間飛出，兩個(gè)極板上最多能加多大電從平行板間飛出，兩個(gè)極板上最多能加多大電壓？壓？ 解析：在加速電壓一定時(shí)，偏轉(zhuǎn)電壓解析：在加速電壓一定時(shí)，偏轉(zhuǎn)電壓U越大，電子在極板間的偏轉(zhuǎn)間隔就越大。當(dāng)偏越大，電子在極板間的偏轉(zhuǎn)間隔就越大。當(dāng)偏轉(zhuǎn)電壓大到使電子剛好擦著

19、極板的邊緣飛出，轉(zhuǎn)電壓大到使電子剛好擦著極板的邊緣飛出，此時(shí)的偏轉(zhuǎn)電壓，即為標(biāo)題要求的最大電壓。此時(shí)的偏轉(zhuǎn)電壓，即為標(biāo)題要求的最大電壓。加速過(guò)程，由動(dòng)能定理得：加速過(guò)程，由動(dòng)能定理得： 進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，電子在平行于板面的方進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，電子在平行于板面的方向上作勻速運(yùn)動(dòng)向上作勻速運(yùn)動(dòng)l=v0t 在垂直于板面的方在垂直于板面的方向上作勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度：向上作勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度： 偏轉(zhuǎn)間隔偏轉(zhuǎn)間隔 能飛出的條件為能飛出的條件為 解式得：解式得：即要使電子能飛出，所加電壓最大為即要使電子能飛出，所加電壓最大為400V。2021mveU dmUemFa221aty dy21VlUdU22222

20、22100 . 4)100 . 5()100 . 1 (500022高考鏈接高考鏈接 1.2007 重慶重慶 24飛行時(shí)間質(zhì)譜儀可經(jīng)過(guò)丈飛行時(shí)間質(zhì)譜儀可經(jīng)過(guò)丈量離子飛行時(shí)間得到離子的荷質(zhì)比量離子飛行時(shí)間得到離子的荷質(zhì)比q/m。如圖。如圖1所示，所示，帶正電的離子經(jīng)電壓為帶正電的離子經(jīng)電壓為U的電場(chǎng)加速后進(jìn)入長(zhǎng)度為的電場(chǎng)加速后進(jìn)入長(zhǎng)度為L(zhǎng)的真空管的真空管AB，可測(cè)得離子飛越，可測(cè)得離子飛越AB所用的時(shí)間所用的時(shí)間t1。改良以上方法，如圖改良以上方法，如圖2所示，讓離子飛越所示，讓離子飛越AB后進(jìn)入后進(jìn)入場(chǎng)強(qiáng)為場(chǎng)強(qiáng)為E方向如圖的勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域方向如圖的勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域BC，在電場(chǎng)，在電場(chǎng)的作用下離子前往

21、的作用下離子前往B端，此時(shí)，測(cè)得離子從端，此時(shí)，測(cè)得離子從A出發(fā)出發(fā)后飛行的總時(shí)間后飛行的總時(shí)間t2。不計(jì)離子重力忽略離子。不計(jì)離子重力忽略離子源中離子的初速度，用源中離子的初速度，用t1計(jì)算荷質(zhì)比；用計(jì)算荷質(zhì)比；用t2計(jì)計(jì)算荷質(zhì)比。離子源中一樣荷質(zhì)比離子的初速度不算荷質(zhì)比。離子源中一樣荷質(zhì)比離子的初速度不盡一樣，設(shè)兩個(gè)荷質(zhì)比都為盡一樣，設(shè)兩個(gè)荷質(zhì)比都為q/m的離子在的離子在A端的速度分別為端的速度分別為v和和vvv，在改良后，在改良后的方法中，它們飛行的總時(shí)間通常不同，的方法中，它們飛行的總時(shí)間通常不同，存在時(shí)間差存在時(shí)間差t，可經(jīng)過(guò)調(diào)理電場(chǎng)，可經(jīng)過(guò)調(diào)理電場(chǎng)E使使t=0，求此時(shí)求此時(shí)E的大小

22、。的大小。離離子子源源ALBt1U離離子子源源ALBCt2U真空管真空管222UtLmq2221)4(21tEULUmqkUv22提示：設(shè)荷質(zhì)比為提示：設(shè)荷質(zhì)比為k。加速階段。加速階段 ，得得 ；穿越；穿越AB閱歷時(shí)間閱歷時(shí)間 ，在電，在電場(chǎng)場(chǎng)E中閱歷時(shí)間中閱歷時(shí)間 ，因此，因此 將將該該式兩邊分別平方后整理得結(jié)論。式兩邊分別平方后整理得結(jié)論。 221mvUq kUv22vLEkvEqmv22EkvvLt222qLvmvE2提示：按要求，提示：按要求， ，整理后得結(jié)論。整理后得結(jié)論。EkvvLEkvvL22教材習(xí)題答案教材習(xí)題答案 1.答：答： 解法一：解法一：EK=EK=qU=21.610-

23、1990J=2.910-17J。 解法二：解法二： JqUqddUEqdWdUE17109 . 2,2,advmqEadUE解法三解法三:JqU17109 . 2221mvE可見(jiàn)第一種方法最簡(jiǎn)單?？梢?jiàn)第一種方法最簡(jiǎn)單。 2.答：假設(shè)電子的動(dòng)能減少到等于零的答：假設(shè)電子的動(dòng)能減少到等于零的時(shí)候，電子恰好沒(méi)有到達(dá)時(shí)候，電子恰好沒(méi)有到達(dá)N板，那么電流表板，那么電流表中就沒(méi)有電流。由動(dòng)能定理，中就沒(méi)有電流。由動(dòng)能定理，W=0-Ekm，W=- 2210vmeeUekmEu,得：得：smsmsmmUeve6301830191010. 21091. 01041091. 0106 . 15 .1222 3.答

24、：設(shè)加速電壓為答：設(shè)加速電壓為U0，偏轉(zhuǎn)電壓為，偏轉(zhuǎn)電壓為U，帶電粒子的電荷量為帶電粒子的電荷量為q，質(zhì)量為，質(zhì)量為m，垂直進(jìn)入，垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的速度為偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的速度為v0，偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)兩極間間隔，偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)兩極間間隔為為d，極板長(zhǎng)為，極板長(zhǎng)為l，那么：帶電粒子在加速電場(chǎng)，那么：帶電粒子在加速電場(chǎng)中獲得初動(dòng)能中獲得初動(dòng)能 ，粒子在偏轉(zhuǎn)電，粒子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中的加速度場(chǎng)中的加速度 ，在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為的時(shí)間為 ，粒子分開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)沿靜，粒子分開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)沿靜電電力方向的速度力方向的速度 ，粒子分開(kāi)偏，粒子分開(kāi)偏02021qUmv dmqUa 0vlt 0dmvqUlatvy200tandmvqUlvvyeHHemmtantan轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)速度方向的偏轉(zhuǎn)角的正切轉(zhuǎn)電場(chǎng)