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文檔簡介
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(shí)求解解法二運(yùn)用能量知識(shí)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(shí),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(hào)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的大小;
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(duì)加速過程由動(dòng)能定理:對(duì)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
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