物理：19《帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)》新人教版選修3-1課件

1.9帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)新課標(biāo)高中物理選修3－1第一章

靜電場3、某些帶電體是否考慮重力，要根據(jù)題目暗示或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來判定一、帶電粒子分類：1、帶電的微觀粒子：如電子，質(zhì)子，α粒子，正負(fù)離子等微觀粒子。2、帶電宏觀微粒：如帶電小球、液滴、塵埃等。除非有說明或明確的暗示以外，一般都考慮重力。二、帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的特點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)情況：受到恒定的電場力受力情況：

做勻變速運(yùn)動(dòng)qUm+_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)知識求解解法二運(yùn)用能量知識求解粒子加速后的速度只與加速電壓有關(guān)思考題如兩極板間不是勻強(qiáng)電場該用何種方法求解？為什么？

由于電場力做功與場強(qiáng)是否勻強(qiáng)無關(guān)，與運(yùn)動(dòng)路徑也無關(guān)，第二種方法仍適用！所以例1

ld+--------+++++++++Uv0q、m四、

帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)

ld+--------+++++++++Uv0q、mF+vv0vyyθ偏轉(zhuǎn)角側(cè)移四.帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)試根據(jù)類平拋運(yùn)動(dòng)的知識，推導(dǎo)偏移量y和偏轉(zhuǎn)角θ1.受力分析：粒子受到豎直向下的靜電力F＝Eq=qU/d。2.運(yùn)動(dòng)規(guī)律分析:粒子作類平拋運(yùn)動(dòng)。x方向：勻速直線運(yùn)動(dòng)Y方向：加速度為的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。

v

v0vyΦ

3.x方向

4.y方向

5、離開電場時(shí)的偏轉(zhuǎn)角度的正切：

y

v0vy

Fv++++++------v0Y

dUY′

q

L2、下列粒子由靜止經(jīng)加速電壓為U的電場加速后，

哪種粒子動(dòng)能最大（）哪種粒子速度最大（）

A、質(zhì)子B、電子

C、氘核D、氦核

強(qiáng)化練習(xí)與電量成正比與比荷平方根成正比DBe/m1840e/me/2m2e/4m名稱符號質(zhì)量帶電量質(zhì)子（氕）11Hm+e氘21H2m+e氚31H3m+ea粒子（氦核）42He4m+2e電子em/1800-e3、如圖所示，M、N是在真空中豎直放置的兩塊平行金屬板，質(zhì)量為m、電量為+q的質(zhì)子，以極小的初速度由小孔進(jìn)入電場，當(dāng)M、N間電壓為U時(shí)，粒子到達(dá)N板的速度為v，如果要使這個(gè)帶電粒子到達(dá)N板的速度為2v

，則下述方法能滿足要求的是（）

A、使M、N間電壓增加為2U

B、使M、N間電壓增加為4U

C、使M、N間電壓不變，距離減半

D、使M、N間電壓不變，距離加倍MNUd+v與電壓平方根成正比B強(qiáng)化練習(xí)5、質(zhì)子(質(zhì)量為m、電量為e)和二價(jià)氦離子(質(zhì)量為4m、電量為2e)以相同的初動(dòng)能垂直射入同一偏轉(zhuǎn)電場中，離開電場后，它們的偏轉(zhuǎn)角正切之比為

，側(cè)移之比為

。

與電量成正比與電量成正比1:21:2強(qiáng)化練習(xí)6、三個(gè)電子在同一地點(diǎn)沿同一直線垂直飛入偏轉(zhuǎn)電場，如圖所示。則由此可判斷（）

A、b和c同時(shí)飛離電場

B、在b飛離電場的瞬間，a剛好打在下極板上

C、進(jìn)入電場時(shí)，c速度最大，a速度最小

D、c的動(dòng)能增量最小，

a和b的動(dòng)能增量一樣大

√√強(qiáng)化練習(xí)√7、質(zhì)量為1×10-25kg、電量為1×10-16C的帶電粒子以2×106m/s速度從水平放置的平行金屬板A、B中央沿水平方向飛入板間，如圖所示。已知板長L＝10cm，間距d＝2cm，當(dāng)AB間電壓在

范圍內(nèi)時(shí)，此帶電粒子能從板間飛出。v0+++++-----強(qiáng)化練習(xí)8、試證明：帶電粒子垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場，離開電場時(shí)就好象是從初速度所在直線的中點(diǎn)沿直線離開電場的。

θx強(qiáng)化練習(xí)

L五、

先加速再偏轉(zhuǎn)++++++------φvv0vy+_U1U2v0-qmy

例1：離子發(fā)生器發(fā)射出一束質(zhì)量為m，電荷量為q的負(fù)離子，從靜止經(jīng)加速電壓U1

加速后并沿垂直于電場線方向射入兩平行板中央，受偏轉(zhuǎn)電壓U2作用后，以速度Ｖ離開電場，已知平行板長為Ｌ，兩板間距離為d，

1）離子在偏轉(zhuǎn)電場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間、加速度、速度Ｖ的大??；

2）離子在離開偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的沿電場方向的偏移量和偏轉(zhuǎn)角的正切值。

l++++++------u1dv0

求：產(chǎn)生高速飛行的電子束使電子沿Y方向偏移使電子沿x方向偏移六、示波器的原理例2、如圖所示，二價(jià)氦離子和質(zhì)子的混合體，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)與粒子的電量q、質(zhì)量m無關(guān)強(qiáng)化練習(xí)析與解對加速過程由動(dòng)能定理：對偏轉(zhuǎn)過程由偏轉(zhuǎn)角正切公式：與粒子的電量q、質(zhì)量m無關(guān)例4、如圖所示，有一電子(電量為e、質(zhì)量為m)經(jīng)電壓U0加速后，沿平行金屬板A、B中心線進(jìn)入兩板，A、B板間距為d