高中物理课件-1.9带电粒子在电场中的运动

A.使U2加倍
B.使U2变为原来的4倍 C.使U2变为原来的 2 倍
·O
U2
D.使U2变为原来的1／2倍
U1
解：电子先经加速电场加速后进入偏转电场做类平抛运动.
qU1
1 2
mv02
①
y 1 at2 2
联立①②两式可得电子的偏移量
y
qU 2 x 2 2mUd2vx022
② ③
要使电子的轨迹不ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ,则应使电子进入偏4U转1d电场后,任一水
U1
2 0.012 0.05 2
5000V
400V
d
L
瞬时速度 是联系两 个过程的 桥梁。
四、示波器的原理
示波器的面板
如果在YY’之间加如图所示的交变电压，
同时在XX’之间加锯齿形扫描电压，在荧光
屏上会看到什么图形？
Y
DE F AB C
A BC DE F
B
A
C
O
t1
t2
O
X
D
F
E
结论：扫描电压的周期与信 号电压的周期相等,在屏幕上 刚好显示一完整的波形
B.U1变小,U2变大 D.U1变小,U2变小
解：电子先经加速电场加速
qU1
1 2
mv02
①
·e
U1
U2
后进入偏转电场做类平抛运动.电子离开电场时的偏转角
tan vy qU2L
v0 mdv02 联立①②两式得 tan
②
U
2
L
③
2U1d
故选项B正确．
平抛运动不是 分解速度，就 是分解位移。
例3．一束电子流在经U1＝5000V的加速电压加速后，在 距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场，如图所
2、如图所示的电场中有A、B两点，A、B的电势差UAB ＝100V，一个质量为m=2.0×10-12kg、电量为q=-
5.0×10-8C的带电粒子，以初速度v0 =3.0×103m/s由A
点运动到B点，求粒子到达B点时的速率。（不计粒子
重力）
WAB
1 2
mv
2
1 2
mv02
WAB qU AB
qU AB
U
+
-
末速度:
运行 时间:
2、能量观点：W=qU
例与练
1、下列粒子由静止经加速电压为U的电场加速
后， 哪种粒子动能最大（ 哪种粒子速度最大（ A．质子11H． C.α粒子24He．
C） A）
B.氘核12H． D.钠离子（Na+）
Ek
1 2
mv2
qU
v 2qU m
与电量成正比
与比荷平方 根成正比
例与练
例．图示为示波管构造的示意图，现在x—x/上加
上uxx’—t信号，y—y/上加上uyy’—t信号，（如
图甲、乙所示）。则在屏幕上看到的图形是
（Ｄ）
例、如图所示为电子射线管，阴极P发射电子，阳极 K和阴极P间加上电压后电子被加速。A、B是偏向板， 使飞进的电子偏离.若已知P、K间所加电压UKP，两极 板长度L，板间距离d，所加电压UAB，电子质量me， 电子的电荷量为e。设从阴极出来的电子速度为0， 不计重力。 试问：(1)电子通过阳极K板的速度υ0是 多少?(2)电子通过偏转电极时具有动能Ek是多少?
第9节 带电粒子在电场中的运动
丰城九中 熊文杰
【重要说明】带电粒子重力的处理
1.基本粒子：如电子、质子、α粒子、离子 等，一般可以忽略。
2.带电颗粒：如尘埃、液滴、小球等，一般 不能忽略。
带
电 粒受 子电 在场 电力 场
产 生 加 速 度
使 速 利用电场 度 变 使带电粒子 化
加 速
偏 转
中
+q +
2
电场方向的速度： vy at
F qE
mm
ql 2 q2ldmv02 U
U dmv0
qU dm
tg
出电场时 的方向：
vy vx
ql dmv02
U
Y+ + + + + +
q
d
v0
U
-Y′ - - - - - v
L
三、 加速和偏转一体
vy
_+ + +++ ++ φ
v0
-q
y
m
U2
v0
U1
--
Y+ + + + + +
q
d
v0
U
-Y′ - - - - -
L
结论：带电粒子初速度垂直于电场方向飞入 匀强电场的问题就是一个类平抛的问题。 （1）粒子在与电场垂直的方向上做匀速直 线运动 （2）粒子在与电场平行的方向上做初速为 零的匀加速运动
带电粒子在电场中作类平抛运动
时电场间方：向t的 位vl0 移：加y速 度1 a：ta2
v0
2qU1 m
----
L
y
qU2 2md
L2 v02
U2L2 4dU1
tan
qU2L mdv02
LU2 dU1
例1. 静止的电子在加速电压U1的作用下从O经P板的小孔
射出,又垂直进入平行金属板间的电场,在偏转电压U2的
作迹不用下发偏生转变一化段,应距该离（.现使AU1加）倍,要想P使电子的运动轨
平位移x所对应的侧移距离y不变. 由此选项A正确．
U2
U1
例2．电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始运动, 然后射入电势差为U2的两块平行板间的匀强电场中,在 满足电子射出平行板区的条件下,下述四种情况中,一
定能使电子的速度偏转角Φ变大的是（ B ）
A.U1变大,U2变大 C.U1变大,U2变小
2、能量观点：
电场力做功:W=qU
适用于 任何电场
由动能定理：W 1 mv2 0
qU
1
2
mv2
A
dB E
2
+
用 动 能 定 理 v解
v 2qU m
初速度不 为零呢？
题
U
简
速度v与电势差U、比荷q/m的平方根成正比 便
与距离d无关
带电粒子的加速（总结） d
1、动力学观点：
q
电场力:
加速度:
m ++
v0
匀速
++ ++ +
_
E
_ _ v=?
__
__
加速
_
匀速
U
U
一、带电粒子的加速
1、动力学观点：
电场力:F=qE
只适用于 匀强电场
由牛顿第二定律：a
F m
qU md
由运动学公式：
v2 0 2ad v 2ad
2qU m
Ad B E
+ Fv
U
v 2qU m
v 初为v速零02 度呢 2不？qmU
示，若两板间距d＝1.0cm，板长L＝5.0cm，那么，要使
电子能从平行板间飞出，两个极板上最多能加多大电压？
解：电子在加速电场中加速过程中
eU1
1 2
mv02
①
· v0
U
电子在偏转电场中做类平抛运动过程中
2
d 2
1 2
eU 2 md
L v0
②
联立①②两式可得两个极板上所加电压的最大值
U2
2d 2 L2
O’
(3)电子过偏转电
极后到达距离偏转
电极为R,荧光屏上
O′点，此点偏离
o
入射方向的距离y’
是多少?
1 2
mv
2
1 2
mv02
q为负
A- v0 B
v
2qU AB m
v02
2103 m / s
二、带电粒子的偏转
如图所示，在真空中水平放置一对金属板Y和Y’，板间
距离为d。在两板间加以电压U，一电荷量为q质量为m 的带电粒子从极板中央以水平速度v0射入电场。试分析 带电粒子在电场中的运动情况。(不计粒子的重力)