【課件】帶電粒子在電場中的運動課件-2022-2023學年高二上學期物理魯科版（2019）必修第三冊

1.4帶電粒子在電場中的運動

示波器和直線加速器等設備通過電場來控制帶電粒子的運動當帶電粒子受到的重力遠遠小于電場力時，即mg?qE，則可忽略重力的影響．但要注意，忽略粒子的重力并不是忽略粒子的質量．是否考慮帶電粒子的重力要根據(jù)具體情況而定．通常情況下：①基本粒子：如電子、質子、α粒子、離子等除有說明或有明確的暗示以外，一般都不考慮重力(但并不忽略質量)；②帶電顆粒：如液滴、塵埃、小球等，除有說明或有明確的暗示以外，一般都不能忽略重力．帶電粒子的重力在受力分析時是否考慮？方法1：動能定理質子到達負極板時的速度v則由動能定理得利用電場可以讓帶電粒子得到加速獲得動能和速度。通過改變兩極板間的電壓，可以控制帶電粒子獲得的動能和速度。1、帶電粒子的直線運動勻加速直線運動方法2：牛二和運動學公式質子在電場中的加速度a牛頓第二定律:得勻強電場中：F=qE用勻變速直線運動規(guī)律，質子運動到負極板時：也可得到：到負極板時質子的速度：例題：如圖所示，平行金屬極板的間距為d.質量為m的帶電粒子，以初速度v0進入電場后沿直線運動達到上極板．(1)帶電粒子做的是什么運動？(2)電場力做功多少？(3)帶電粒子的電性如何？[答案](1)做勻速直線運動(2)mgd

(3)帶負電+-v0變形：(1)帶電粒子做的是什么運動？(2)帶電粒子的電性如何？各種原因的限制，加速電壓難以達到理想水平，只加速一次，帶電粒子的動能難以達到實際的需要，因此可以采用多次加速直線加速器、回旋加速器。2、帶電粒子在電場中的偏轉++++++++++??????????板間距d，電壓U，長度Lm，q

運動狀態(tài)分析電場力垂直初速度v0方向

處理問題方法化曲為直分成兩個垂直的直線運動初速度水平向右：勻速直線運動電場力方向上：初速為零的勻加速直線運動加速度a：++++++++++??????????板間距d，電壓U，長度Lm，q重力不計L=v0·t如圖所示，一質子水平射入豎直偏轉電場中，由于受到豎直方向靜電力的作用，質子射出時將發(fā)生偏轉。已知質子的質量m=1.7×10-27kg,電荷量q=1.6×10-19C,射入時速度v0=2.0×105m/s,極板長l=4.0cm,兩極板間距離d=2.0cm,極板間電壓U=100V,入射方向與極板平行，不考慮重力的影響。求質子離開電場時豎直方向偏移的距離y和偏轉的角度α.1、粒子受到豎直向下的電場力。2、運動規(guī)律分析:粒子作類平拋運動。x方向：勻速直線運動Y方向：加速度為的勻加速直線運動。

3、x方向4、y方向5、離開電場時的偏轉角度的正切：1、帶電粒子在電場中運動的偏轉角度與哪些因素有關？2、對給定的帶電粒子，在其速度一定時，要使通過偏轉電場時增大偏轉角度，應該怎樣調節(jié)兩極板間的電壓？1、不同的帶電粒子，只要比荷相同，以相同的初速度進入同一偏轉電場，偏移的距離y和偏轉角α都相同。2、以相同的初動能進入同一偏轉電場的帶電粒子，只要電荷量q相同，偏移的距離y和偏轉角α都相同。示波器是先使帶電粒子加速，再使帶電粒子偏轉來工作的。一束電子流經U=1500V的加速電壓加速后，在距兩平行板等距離處進入平行板間的勻強電場，入射方向與極板平行，如圖所示。若兩板間距d=2.0cm，板長l=5.0cm，那么，要使電子能從平行板間飛出，兩個極板間最多能加多大電壓？又因為所以3、不同帶電粒子由靜止開始，經過同一電場加速，再進入同一偏轉電場，偏移的距離y和偏轉角α都相同。（軌跡重合）示波器是先使帶電粒子加速，再使帶電粒子偏轉來工作的。v0vvxvyαθθOmqxyULd1）速度的反向延長線與初速度的交點是位移的中點；2）速度夾角的正切是位移夾角正切的2倍；v0vv0vyyy’=?θm－q確定總偏移量

方法一方法二方法三【例2】

如圖示，氕核、氘核、氚核三種粒子從同一位置無初速地飄入電場線水平向右的加速電場E1之后進入電場線豎直向下的勻強電場E2發(fā)生偏轉,最后打在屏上.整個裝置處于真空中，不計粒子重力及其相互作用，那么(

)A．偏轉電場E2對三種粒子做功一樣多B．三種粒子打到屏上時的速度一樣大C．三種粒子運動到屏上所用時間相同D．三種粒子一定打到屏上的同一位置AD

例題3、如圖所示，有一帶電粒子貼著A板沿水平方向射入勻強電場，當偏轉電壓為U1時，帶電粒子沿①軌跡從兩板正中間飛出；當偏轉電壓為U2時，帶電粒子沿②軌跡落到B板中間；設粒子兩次射入電場的水平速度相同，則兩次偏轉電壓之