帶電粒子在電場中運動課件-高二上學期物理人教版（2019）必修第三冊

10.5帶電粒子在電場中的運動帶電粒子在勻強電場中運動狀態(tài)：勻變速直線運動—加速、減速勻變速曲線運動1.平衡（F合=0）2.勻變速運動（F合≠0）靜止勻速直線運動可能是

我們知道，把一個帶電粒子放進電場中，它就具有一定的電勢能并受到電場力的作用，因此它可能會作各種各樣的運動，這在現(xiàn)代科學技術設備中有廣泛的應用。帶電粒子可以在電場中做勻速圓周運動嗎？3、某些帶電體（帶電微粒）是否考慮重力，要根據(jù)題目暗示或運動狀態(tài)來判定電場中的帶電粒子一般可分為兩類：1、基本帶電粒子：如電子，質子，α粒子，正負離子等。這些粒子所受重力和電場力相比很小，一般都不考慮重力，除非有說明或有明確的暗示。（但并不能忽略質量）。2、宏觀帶電體：如帶電小球、液滴、塵埃等。一般都要考慮重力，除非有說明或有明確的暗示。一、帶電粒子在電場中的加速

如圖所示，在真空中有一對平行金屬板，兩板間加以電壓U。兩板間有一帶正電荷q的帶電粒子。它在電場力的作用下，由靜止開始從正極板向負極板運動，到達負板時的速度有多大？(不考慮粒子的重力）qUm+_帶電粒子的加速dqUm+_帶電粒子的加速d1、受力分析:（忽略重力）

水平向右的電場力（與運動方向相同）

F＝Eq=qU/dF2、運動分析:初速度為零，加速度為a=qU/md的向右勻加速直線運動。解法一運用運動學知識求解解法二運用動能定理求解思考

如初末位置間不是勻強電場該用何種方法求解？為什么？

第一種方法不適用

，第二種方法仍適用！所以

利用動能定理進行處理V0≠0時呢二、帶電粒子在電場中的偏轉

UL++++++------Y

dY′

如圖所示，在真空中水平放置一對金屬板Y和Y’，板間距離為d。在兩板間加以電壓U，一電荷量為q質量為m的帶正電粒子從極板中央以水平速度v0射入電場。試分析帶電粒子在電場中的運動情況。(不計粒子的重力)v0q1、受力分析：粒子受到豎直向下的電場力F＝Eq=qU/d。2、運動規(guī)律分析:粒子做類平拋運動。v++++++------v0Y

dUY′

qLx方向：勻速直線運動Y方向：加速度為

的勻加速直線運動。y

v0vy

vv0vyΦ

F結論：帶電粒子初速度垂直于電場方向飛入勻強電場的問題就是一個類平拋的問題。粒子在與電場垂直的方向上做勻速直線運動粒子在與電場平行的方向上做初速為零的勻加速運動

3、x方向4、y方向5、偏轉角：6、V的反向延長線交于水平位移的中點V的反向延長線交于初速度方向位移的中點++++++------φvv0vyy+_U1U2v0L-qm三、加速和偏轉一體思考題：讓一價氫離子、一價氦離子和二價氦離子的混合物經過同一加速電場由靜止開始加速，然后在同一偏轉電場里偏轉，在通過加速電場時獲得的動能是否相同？通過偏轉電場時，它們是否會分為三股？請說明理由。答：通過加速電場時獲得的動能Ek=qU,加速電壓相同，二價氦離子電荷量最大，所以二價氦離子獲得動能最大。粒子的偏轉量和偏轉角由加速電場和偏轉電場決定，所以三種粒子不可能分開為三股。軌跡相同，但到達同一點的時間可以不同思考題：讓一價氫離子、一價氦離子和二價氦離子的混合物以相同的初速度進入同一偏轉電場偏轉，通過偏轉電場時，它們是否會分為三股？請說明理由。答：三種粒子會分開為三股

在示波管模型中，帶電粒子經加速電場U1加速，再經偏轉電場U2偏轉后，需再經歷一段勻速直線運動才會打到熒光屏上而顯示亮點P，如圖6－3－7所示．圖6－3－7四、加速和偏轉、勻速直線一體(1)確定最終偏移距離思路①思路②(2)確定偏轉后的動能(或速度)思路①思路②圖6－3－9B圖6－3－9A

示波管是示波器的核心部件。現(xiàn)在，示波器已經成為科學研究檢測和修理各種電子儀器不可缺少的工具。這一節(jié)我們學習示波管的結構和工作原理。電子槍熒光屏偏轉電極+-XX、y、yXX、Y、Y亮斑五、示波管原理從右向左看四、示波器

1、作用：觀察電信號隨時間變化的情況2、組成：示波管（內部是真空的），由電子槍、偏轉電極和熒光屏組成。3、原理（1）、偏轉電極不加電壓：從電子槍射出的電子將沿直線運動，射到熒光屏的中心點形成一個亮斑。（2）、僅在YY’（或XX’）加電壓（3）、在YY’和XX’上都加電壓1.如果偏轉電極XX'之間和偏轉電極YY'之間都不加電壓，電子槍發(fā)射出電子，最后打在熒光屏上的位置在哪里？

亮斑X'XYY'2.如果偏轉電極XX'之間不加電壓，而在偏轉電極YY'之間加不變的電壓（Y正、Y’負)，電子將打在熒光屏上什么位置？試著標出

亮斑X'XYY'3.如果偏轉電極YY'之間不加電壓，而在偏轉電極XX'之間加不變的電壓（X正、X’負)，電子將打在熒光屏上什么位置？試著標出

亮斑X'XYY'4.如果偏轉電極XX'之間不加電壓，而在偏轉電極YY'之間加正弦電壓，在熒光屏上將看到什么圖形，試著畫出

X'XYY'5.如果偏轉電極YY'之間還是上述正弦電壓，而在偏轉電極XX'之間加不變的電壓（X正、X’負)，在熒光屏上將看到什么圖形，試著畫出

X'XYY'6.如果偏轉電極YY'之間還是上述正弦電壓，而在偏轉電極XX'之間加不變的電壓（X負、X’正)，在熒光屏上將看到什么圖形，試著畫出

X'XYY'7.如果偏轉電極YY'之間還是上述正弦電壓，而在偏轉電極XX'之間加掃描電壓（鋸齒狀)，在熒光屏上將看到什么圖形，試著畫出X'XYY'

如果在XX’偏轉板上加掃描電壓的同時，在YY’偏轉板上加隨時間而變化的電壓（周期與掃描電壓相同），我們就可以在熒光屏上看到與YY’偏轉板上的電壓隨時間而變化的情況相同的波形當亮斑一個接一個非?？焖俚拇蛟跓晒馄辽希捎谝曈X暫留，我們看到的將是一個穩(wěn)定的圖象即信號電壓（YY’偏轉板上所加電壓）隨時間變化圖象例題1、如圖10.5-1甲，某裝置中，多個橫截面積相同的金屬圓筒依次排列，其中心軸線在同一直線上，圓筒的長度依照一定的規(guī)律依次增加。序號為奇數(shù)的圓筒和交變電源的一個極相連，序號為偶數(shù)的圓筒和該電源的另一個極相連。交變電源兩極間電勢差的變化規(guī)律如圖10.5-1乙所示。在t＝0時，奇數(shù)圓筒相對偶數(shù)圓筒的電勢差為正值，此時位于和偶數(shù)圓筒相連的金屬圓板（序號為0）中央的一個電子，在圓板和圓筒1之間的電場中由靜止開始加速，沿中心軸線沖進