带电粒子在电场中的运动ppt课件
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高中物理精品课件： 带电粒子在电场中的运动
圆环的中点)，轨道的水平部分与半圆环相切于C点，D为水平轨道上的
一点，而且CD＝2R，把一质量m＝100 g、带电荷量q＝10－4 C的带负
电小球，放在水平轨道的D点，由静止释放后，在轨道的内侧运动．g
＝10 m/s2，则：
(1)小球到达B点时的速度是多大？
(2)小球到达B点时对轨道的压力是多大？
解析：(1)小球从 D 至 B 的过程中，由动能定理：
v
0
0
=
02
=
02 + 2
tan 2 tan
如图所示，有一带电粒子贴着A板沿水平方向射入匀强电场，当
偏转电压为U1时，带电粒子沿①轨迹从两板正中间飞出；当偏转
电压为U2时，带电粒子沿②轨迹落到B板中间；设粒子两次射入电
场的水平速度相同，则两次偏转电压之比为( A )
偏转距离 y＝ at ④
2
d
能飞出的条件为 y≤ ⑤
2
2Ud2
联立①～⑤式解得 U′≤ 2 ＝4.0×102 V
l
即要使电子能飞出，所加电压最大为 400 V.
[答案]
400 V
如图所示为真空示波管的示意图，电子从灯丝K发出(初速度不计)，经
灯丝与A板间的加速电压U1加速，从A板中心孔沿中心线KO射出，然后进
双光子医用直线加速
器是用于癌症放射治
疗的大型医疗设备，
它通过产生X射线和
电子线，对病人体内
的肿瘤进行直接照射，
从而达到消除或减小
肿瘤的目的。
一、带电粒子的加速
+
+q
++
m
+ +
V0=0
一点，而且CD＝2R，把一质量m＝100 g、带电荷量q＝10－4 C的带负
电小球，放在水平轨道的D点，由静止释放后，在轨道的内侧运动．g
＝10 m/s2，则：
(1)小球到达B点时的速度是多大？
(2)小球到达B点时对轨道的压力是多大？
解析：(1)小球从 D 至 B 的过程中，由动能定理：
v
0
0
=
02
=
02 + 2
tan 2 tan
如图所示，有一带电粒子贴着A板沿水平方向射入匀强电场，当
偏转电压为U1时，带电粒子沿①轨迹从两板正中间飞出；当偏转
电压为U2时，带电粒子沿②轨迹落到B板中间；设粒子两次射入电
场的水平速度相同，则两次偏转电压之比为( A )
偏转距离 y＝ at ④
2
d
能飞出的条件为 y≤ ⑤
2
2Ud2
联立①～⑤式解得 U′≤ 2 ＝4.0×102 V
l
即要使电子能飞出，所加电压最大为 400 V.
[答案]
400 V
如图所示为真空示波管的示意图，电子从灯丝K发出(初速度不计)，经
灯丝与A板间的加速电压U1加速，从A板中心孔沿中心线KO射出，然后进
双光子医用直线加速
器是用于癌症放射治
疗的大型医疗设备，
它通过产生X射线和
电子线，对病人体内
的肿瘤进行直接照射，
从而达到消除或减小
肿瘤的目的。
一、带电粒子的加速
+
+q
++
m
+ +
V0=0
微型专题03 带电粒子在电场中的运动(四种题型)(课件)(共33张PPT)
面方向的偏转距离Δy；
(2)分析物理量的数量级，是解决物理问题的常用方法.在解决(1)问时忽略了电子所
受重力，请利用下列数据分析说明其原因.已知U＝2.0×102 V，d＝4.0×10－2 m，m
＝9.1×10－31 kg，e＝1.6×10－19 C，g＝10 m/s2.
新教材 新高考
1
解析（1）根据动能定理，有 eU0＝ mv02，
里的最高点不一定是几何最高点，而应是物理最高点.几何最高点是图形
中所画圆的最上端，是符合人眼视觉习惯的最高点.而物理最高点是物体
在圆周运动过程中速度最小(称为临界速度)的点.
新教材 新高考
例4.如图所示，半径为r的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内，环上套有一质量为m、带
电荷量为＋q的珠子，现在圆环平面内加一个匀强电场，使珠子由最高点A从静止开始
仍沿水平方向并恰好从B板边缘水平飞出(g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos
37°=0.8)。求:
(1)液滴的质量;
(2)液滴飞出时的速度。
新教材 新高考
答案:(1)8×10-8 kg
7
(2) 2 m/s
解析:(1)根据题意画出带电液滴的受力图如图所示,可得
qEcos α=mg
E=
暗示以外，一般都不考虑重力。（但并不能忽略质量）
2.带电微粒：如带电小球、液滴、尘埃等。除非有说
明或明确的暗示以外，一般都考虑重力。
注意：某些带电体是否考虑重力，要根据题目暗示或运动状态来判定
新教材 新高考
带电粒子在匀强电场中运动状态：
静止
平衡（F合=0）
匀速直线运动
匀变速运动
（F合≠0）
匀变速直线运动—加速、减速
高二物理选修3-1第一章静电场第9节带电粒子在电场中的运动课件(共31张PPT)
可能质量不同，因而它们在电场中的加速 度可以互不相同，这是静电场与重力场的 重要区别。
示波管的原理
1.有一种电子仪器叫示波器，可以用来观察 电信号随时间变化的情况。
2.示波器的核心部件是示波管，如图所示是 它的原理图。它由电子枪、偏转电极和荧 光 屏组成，管内抽成真空。电子枪的作用 是产生高速飞行的一束电子，前面例题1实 际上讲的就是电子枪的原理。
8.示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、 偏转电极和荧光屏组成，如图所示，如果在荧 光屏上P点出现亮斑，那么示波管中的（ A ）
A．极板x应带正电，极板y应带正电 B．极板x′应带正电，极板y应带正电 C．极板x应带正电，极板y′应带正电 D．极板x′应带正电，极板y′应带正电
9.示波管内部结构如图所示，如果在电极YY′之 间加上图(a)所示的电压，在XX′之间加上图(b) 所示电压，荧光屏上会出现的波形是（ C ）
其中t为飞行2 时间。由于电子在平行于板面的方 向不受力，所以在这个方向做匀速运动，由
l ＝ v0t 可求得：t=l/v0 代入数据得：y=0.36cm 即电子射出时沿垂直于板面的方向偏离 0.36 cm。
（2）偏转角度θ如图所示，由于电子在平行 于板面的方向不受力，
它离开电场时，这个方
向的分速度仍是v0， 而垂 直于板面的分速度是
5.现代实验测出的电子电荷量是 e＝1.60×10-19C
【课堂训练】
1.如图所示装置，从A板释放的一个无初速电子 向B板方向运动，下列对电子的描述中正确的是 （ ABD） A.电子到达B板时动能是eU B.从B板到C板时动能变化为零 C.电子到达D板时动能是3eU D.电子在A板和D板之间往复运动
10.图(a)为示波管的原理图。如果在电极YY ′之 间所加的电压图按图(b)所示的规律变化，在电 极XX′之间所加的电压按图(c)所示的规律变化， 则在荧光屏上会看到的图形是（ B ）
示波管的原理
1.有一种电子仪器叫示波器，可以用来观察 电信号随时间变化的情况。
2.示波器的核心部件是示波管，如图所示是 它的原理图。它由电子枪、偏转电极和荧 光 屏组成，管内抽成真空。电子枪的作用 是产生高速飞行的一束电子，前面例题1实 际上讲的就是电子枪的原理。
8.示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、 偏转电极和荧光屏组成，如图所示，如果在荧 光屏上P点出现亮斑，那么示波管中的（ A ）
A．极板x应带正电，极板y应带正电 B．极板x′应带正电，极板y应带正电 C．极板x应带正电，极板y′应带正电 D．极板x′应带正电，极板y′应带正电
9.示波管内部结构如图所示，如果在电极YY′之 间加上图(a)所示的电压，在XX′之间加上图(b) 所示电压，荧光屏上会出现的波形是（ C ）
其中t为飞行2 时间。由于电子在平行于板面的方 向不受力，所以在这个方向做匀速运动，由
l ＝ v0t 可求得：t=l/v0 代入数据得：y=0.36cm 即电子射出时沿垂直于板面的方向偏离 0.36 cm。
（2）偏转角度θ如图所示，由于电子在平行 于板面的方向不受力，
它离开电场时，这个方
向的分速度仍是v0， 而垂 直于板面的分速度是
5.现代实验测出的电子电荷量是 e＝1.60×10-19C
【课堂训练】
1.如图所示装置，从A板释放的一个无初速电子 向B板方向运动，下列对电子的描述中正确的是 （ ABD） A.电子到达B板时动能是eU B.从B板到C板时动能变化为零 C.电子到达D板时动能是3eU D.电子在A板和D板之间往复运动
10.图(a)为示波管的原理图。如果在电极YY ′之 间所加的电压图按图(b)所示的规律变化，在电 极XX′之间所加的电压按图(c)所示的规律变化， 则在荧光屏上会看到的图形是（ B ）
2022届高考物理一轮复习：电场部分 带电粒子在电场中的运动课件(91张PPT)
提示：根据电势的高低可判断出电场强度的方向；根据等差等势线的疏密程度可 判断电场强度的强弱。 解析：由图可知，此电场为非匀强电场，且 Q 点处电场强度小于 P 点处电场强 度，电子仅在电场力作用下沿直线从 P 运动到 Q ，做加速度越来越小的加速运 动，这一过程电子运动的 v－t 图象可能是A。
例题——带电粒子在非匀强电场中做直线运动的处理方法
例题——示波器模型中粒子偏转的相关计算 (2016·北京理综)如图所示，电子由静止开始经加速电场加速后 ，沿平行于板面的方向射入偏转电场，并从另一侧射出。已知 电子质量为m，电荷量为e，加速电场电压为U0，偏转电场可看 做匀强电场，极板间电压为U，极板长度为L，板间距为d.
例题——示波器模型中粒子偏转的相关计算
(1)忽略电子所受重力，求电子射入偏转电场时的初速度v0和从电场射出时沿垂 直板面方向的偏转距离Δy；
例题——示波器模型中粒子偏转的相关计算
提示：分别计算电子所受重力和电 场力的数量级进行比较。 解析：只考虑电子所受重力和电场力的数量级，有重 力 由于F≫G，因此不需要考虑电子所受的重力
例题——示波管模型中粒子偏转角的影响因素
②带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或有 明确的暗示以外，一般都不能忽略重力。
例题——带电粒子在非匀强电场中做直线运动的处理方法
(2012·福州质检)电场中某三条等差等势线如图实线 a、b、c 所示。一电子仅在 电场力作用下沿直线从 P 运动到 Q，已知电势 φa>φb>φc ，这一过程电子运动 的v-t图象可能是下列各图中A的( )
提示：两板逆时针旋转时，两板间的电场也跟着一同旋转。
解析：两平行 属板水平放置时，带电微粒静止，有mg＝qe，现将两板绕过a点 的轴(垂直于纸面)逆时针旋转45°后，两板间电场强度方向逆时针旋转45°，电场 力方向也逆时针旋转45°，但大小不变，此时电场力和重力的合力大小恒定，方 向指向左下方，故该微粒将向左下方做匀加速运动，选项d正确.
例题——带电粒子在非匀强电场中做直线运动的处理方法
例题——示波器模型中粒子偏转的相关计算 (2016·北京理综)如图所示，电子由静止开始经加速电场加速后 ，沿平行于板面的方向射入偏转电场，并从另一侧射出。已知 电子质量为m，电荷量为e，加速电场电压为U0，偏转电场可看 做匀强电场，极板间电压为U，极板长度为L，板间距为d.
例题——示波器模型中粒子偏转的相关计算
(1)忽略电子所受重力，求电子射入偏转电场时的初速度v0和从电场射出时沿垂 直板面方向的偏转距离Δy；
例题——示波器模型中粒子偏转的相关计算
提示：分别计算电子所受重力和电 场力的数量级进行比较。 解析：只考虑电子所受重力和电场力的数量级，有重 力 由于F≫G，因此不需要考虑电子所受的重力
例题——示波管模型中粒子偏转角的影响因素
②带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或有 明确的暗示以外，一般都不能忽略重力。
例题——带电粒子在非匀强电场中做直线运动的处理方法
(2012·福州质检)电场中某三条等差等势线如图实线 a、b、c 所示。一电子仅在 电场力作用下沿直线从 P 运动到 Q，已知电势 φa>φb>φc ，这一过程电子运动 的v-t图象可能是下列各图中A的( )
提示：两板逆时针旋转时，两板间的电场也跟着一同旋转。
解析：两平行 属板水平放置时，带电微粒静止，有mg＝qe，现将两板绕过a点 的轴(垂直于纸面)逆时针旋转45°后，两板间电场强度方向逆时针旋转45°，电场 力方向也逆时针旋转45°，但大小不变，此时电场力和重力的合力大小恒定，方 向指向左下方，故该微粒将向左下方做匀加速运动，选项d正确.
【课件】带电粒子在电场中的运动课件-2022-2023学年高二上学期物理人教版(2019)必修第三册
三、示波管
如图所示是示波管的原理图。它由 电子枪、偏转电极（XX′和YY′）、 荧光屏组成，管内抽成真空。
2.当示波管的偏转电极没有加电 压时，电子束将打在荧光屏上什 么位置？
偏转电极之间不加电压时， 电子束将做匀速直线运动打 在荧光屏中心位置O点，形 成一个亮斑。
三、示波管
如图所示是示波管的原理图。它由 电子枪、偏转电极（XX′和YY′）、 荧光屏组成，管内抽成真空。
三、示波管
练习3、（多选）如图是示波管的原理图。给电子枪通电后，如果在偏转电极XX′
和YY′上都没有加电压，电子束将打在荧光屏的中心O点，在那里产生一个亮斑。 下列说法正确的是( BCD ) A．要想让亮斑沿OY向上移动，需在偏转电 极YY′上加电压，且Y′比Y电势高 B．要想让亮斑移到荧光屏的右上方，需在偏 转电极XX′、YY′上加电压，且X比X′电势高、Y比Y′电势高 C．要想在荧光屏上出现一条水平亮线，需在偏转电极XX′上加特定的周期性变化 的电压(扫描电压) D．要想在荧光屏上出现一条正弦曲线，需在偏转电极XX′上加适当频率的扫描电 压、在偏转电极YY′上加按正弦规律变化的电压
d
带电粒子的速度方向与电场强度的方向相同
一、带电粒子在电场中的加速
2.如图所示，两平行金属板间电压为U，一带电粒子（不计重力）的电荷量 为+q，质量为m，从正极板上一小孔无初速度释放。思考以下问题：
U
(1)请利用牛顿第二定律结合匀变速直线运动规律，
分析粒子到达负极板时的速度v；
+ qF
_
m
dБайду номын сангаас
F qU ma d
q,m v0
d
U
粒子做类平抛运动
《带电粒子在电场中的运动》PPT优秀课件
带电粒子在电场中的运动
----示波器
回顾
1、带电粒子在电场中的加速
1
qU mvt 2
2
2、带电粒子在电场中的偏转
粒子作类平抛运动
3、带电粒子加速与偏转问题综合
若带电粒子由静止先经加速电场(电压 U1)加速，又进入偏
2
1 2 qU2l
y＝2at ＝2dmv20
转电场(电压 U2)，射出偏转电场时偏移量
组成结构：电子枪，偏转电极和荧光屏；
管内抽成真空；电子枪的作用是产生高速飞行的电子；
示波管原理示意图：
示波管
1、如果在偏转电极X X' 之间和偏转电极Y Y' 之间都没有加电压
电子束从电子枪射出后沿直线传播，打在荧光屏中心，在那里产生一个亮斑。
示波管
2、如果在电极 X X' 之间不加电压，但在 Y Y' 之间加不变的电压
qU1＝1mv20
2
U2l2
U2l
⇒y＝
，速度偏转角的正切值为 tan θ＝
。
4dU1
2U1d
偏转电极的不同放置方式
若金属平行板水平放置，电子将在竖直方向发生
偏转。
若金属平行板竖直放置，电子将在水平方向发生
偏转。
示波管
新知讲解
示波器：用来观察电信号随时间变化的电子仪器。其核心部分是示波管
示波管
常见的扫描电压：
（2）信号电压：UYY'（竖直方向）
常见的信号电压：
示波管
研究：若在水平方向和竖直方向分别加入如图所示的交变电压，显示屏上的图像如何？
要点：
（1）若周期电压发生变化，则象限图中形成
的图像也会变化。
----示波器
回顾
1、带电粒子在电场中的加速
1
qU mvt 2
2
2、带电粒子在电场中的偏转
粒子作类平抛运动
3、带电粒子加速与偏转问题综合
若带电粒子由静止先经加速电场(电压 U1)加速，又进入偏
2
1 2 qU2l
y＝2at ＝2dmv20
转电场(电压 U2)，射出偏转电场时偏移量
组成结构：电子枪，偏转电极和荧光屏；
管内抽成真空；电子枪的作用是产生高速飞行的电子；
示波管原理示意图：
示波管
1、如果在偏转电极X X' 之间和偏转电极Y Y' 之间都没有加电压
电子束从电子枪射出后沿直线传播，打在荧光屏中心，在那里产生一个亮斑。
示波管
2、如果在电极 X X' 之间不加电压，但在 Y Y' 之间加不变的电压
qU1＝1mv20
2
U2l2
U2l
⇒y＝
，速度偏转角的正切值为 tan θ＝
。
4dU1
2U1d
偏转电极的不同放置方式
若金属平行板水平放置，电子将在竖直方向发生
偏转。
若金属平行板竖直放置，电子将在水平方向发生
偏转。
示波管
新知讲解
示波器：用来观察电信号随时间变化的电子仪器。其核心部分是示波管
示波管
常见的扫描电压：
（2）信号电压：UYY'（竖直方向）
常见的信号电压：
示波管
研究：若在水平方向和竖直方向分别加入如图所示的交变电压，显示屏上的图像如何？
要点：
（1）若周期电压发生变化，则象限图中形成
的图像也会变化。
带电粒子在电场中的运动(课件)高一物理(人教版2019 必修第三册)
2.如何求出到达另一极板的末速度v ？
a F qU m md
v2 2ad
v 2qU m
U
(不计粒子的重力） v0 0
解法二 利用静电力做功结合动能定理求解
v?
qU 1 mv2 2
v
2qU m
当解决的问题属于匀强电场且运动时间等运动过程的物理量，适合运用解法一;
d
当问题只涉及位移、速率等动能定理公式中的物理量或非匀强电场情景时，适合运用解法二。
和，最后形成中性高速射流喷射而产生推力。根据题目信息可知（ D ）
A．M板电势低于N板电势 B．进入中和区的离子速度与离子带电荷量无关 C．增大加速区MN极板的距离，可以增大射流速度而获得更大的推力 D．增大MN极板间的电压，可以增大射流速度而获得更大的推力
4 课堂练习
2．如图所示，电子以某一初速度沿两块平行板的中线方向射入偏
第十章 静电场中的能量
10.5 带电粒子在电场中的运动
0 新课引入
大型粒子对撞机
0 新课引入
医用直线加速器(IGRT)
示波器
1 带电粒子在电场中的加速
一、研究对象与受力特征 1、研究对象 微观粒子：如电子、质子、各类离子等…… 宏观粒子：液滴、小球、小物块、小环等……
2、受力特征 一般说来微观粒子及题目中强调不计重力的不必考虑重力， 宏观粒子需要考虑重力。 当条件不明时，比较qE与mg大小，若qE>>mg，则不计重力。
Uyy′
Y
O
Uxx′
0
t X′
t
X
Y′
3 示波器原理
知识总结：
1.带电粒子在电场中的加速运动。 2.带电粒子垂直进入匀强电场中的 偏转问题。 3.示波管的原理
高中物理带电粒子在电场中的运动精品课件-PPT
四、示波器得原理 (第二课时)
1、示波器作用:就是一种用来观察电信号随时间 变化得电子仪器。
2、她得核心部件就是示波管:由电子枪、偏转电 极和荧光屏组成,管内抽成真空。
四、示波器得原理
产生高速飞 锯齿形扫 行得电子束 描电压
使电子沿x 方向偏移
待显示得 电压信号
使电子沿Y 方向偏移
3、原
理已知:U1、l、YY׳偏转电极得电压U2、板间距d 、 板
y U2l2
4U1d
与粒子得电量q、 质量m无关
中,重力可忽略。在满足电子能射出平行板区得条
件下,下述四种情况中,一定能使电子得偏转角θ变大
得就是 ( )
A、U1变大、U2变大 C、U1变大、U2变小
B、U1变小、U2变大 D、U1变小、U2变小
析与解 对加速过程由动能定理:
qU1
1 2
mv02
mv02 2qU1
对偏转过程由偏转角正切公式:
开电场后得偏转角正切为0、25
√D、如果带电粒子得初动能为原来得2倍,则粒子离 开电场后得偏转角正切为0、25
强化练习
5、质子(质量为m、电量为e)和二价氦离子
(质量为4m、电量为2e)以相同得初动能垂
直射入同一偏转电场中,离开电场后,她们
得偏转角正切之比为
2:1,侧移之比
为
。2:1
tan qUl
析与解
y
qUl 2 2mv02d
而yc yb
v0c ya
ybv0b又y又 t1atvl20
2
tc tb ta tb
而la lb v0a v0b
Ek W qEy
Eka Ekb Ekc
强化练习
7、如图,电子在电势差为U1得加速电场中由静止开 始加速,然后射入电势差为U2得两块平行极板间得 电场中,入射方向跟极板平行。整个装置处在真空
带电粒子在交变电场中运动-课件
向B板运动，时而向A板运动,最后打在B板上
D.若电子是在t＝T/2时刻进入的，它可能时而
向B板、时而向A板运动 B
U0
UB / v
0 T/2 T
t/ s
A -U0
U/ v
若电子是在 t＝0时刻进入的
U0
0
t/ s
-U0
B
a/ m/s2
A
a0
0
t/ s
-a0
F=Eq=U0q/d
v/ m/s
F=ma
v0
v / m/s
v0
0
-v0
T/2
T
3T/2 2T t / s
例2如图，A板的电势UA＝0，B板的电 势UB随时间的变化规律如图所示。则
A.若电子是在t＝0时刻从A板小孔进入 的，它将一直向B板运动
B.若电子是在t＝T/8时刻进入的，它可
能时而向B板运动，时而向A板运动,最后打 在B板上
C.若电子是在t＝3T/8时刻进入的，它可 能时而向B板运动，时而向A板运动,最后打 在B板上
B．电子一直向着B板运动
C．电子先向A板运动，然后返回向B板运动，之后在 A、B两板间做周期性往复运动
D．电子先向B板运动，然后返回向A板运动，之后在 A、B两板间做周期性往复运动
读题：开始B板电势比A板电势高→A、B板间的场强方向由B指向A→电子受电 场力方向由A指向B→可得到电子开始向B板运动→由电场的变化规律判断出电 子的运动情况．
T/2
T
3T/2 2T t / s
a/ m/s2
a0
0
-a0
T/2
T
3T/2 2T t / s
v / m/s
v0
0
-v0
D.若电子是在t＝T/2时刻进入的，它可能时而
向B板、时而向A板运动 B
U0
UB / v
0 T/2 T
t/ s
A -U0
U/ v
若电子是在 t＝0时刻进入的
U0
0
t/ s
-U0
B
a/ m/s2
A
a0
0
t/ s
-a0
F=Eq=U0q/d
v/ m/s
F=ma
v0
v / m/s
v0
0
-v0
T/2
T
3T/2 2T t / s
例2如图，A板的电势UA＝0，B板的电 势UB随时间的变化规律如图所示。则
A.若电子是在t＝0时刻从A板小孔进入 的，它将一直向B板运动
B.若电子是在t＝T/8时刻进入的，它可
能时而向B板运动，时而向A板运动,最后打 在B板上
C.若电子是在t＝3T/8时刻进入的，它可 能时而向B板运动，时而向A板运动,最后打 在B板上
B．电子一直向着B板运动
C．电子先向A板运动，然后返回向B板运动，之后在 A、B两板间做周期性往复运动
D．电子先向B板运动，然后返回向A板运动，之后在 A、B两板间做周期性往复运动
读题：开始B板电势比A板电势高→A、B板间的场强方向由B指向A→电子受电 场力方向由A指向B→可得到电子开始向B板运动→由电场的变化规律判断出电 子的运动情况．
T/2
T
3T/2 2T t / s
a/ m/s2
a0
0
-a0
T/2
T
3T/2 2T t / s
v / m/s
v0
0
-v0
高中物理精品PPT课件《带电粒子在电场中的运动》(23张)
如果带电粒子沿垂直电场的方向进入匀 强电场，它将怎样运动呢?
下面我们来探讨带电粒子的偏转
二、带电粒子的偏转
+++++++++
d
q、m +
v0
U
--------
l
二、带电粒子的偏转
+++++++++
d v0
q、m +
UF
--------
l
1.q的受力怎样? －q的受力又怎样? 2.水平方向和竖直方向的运动性质怎样? 3.与学过的哪种运动形式类似? zxxk
二、带电粒子的偏转
带电粒子 沿垂直电场的方向进入匀强电场,
做类平抛运动：
垂直电场方向:zxxk 做匀速直线运动 平行电场方向: 做初速度为0的匀加速直线运动
二、带电粒子的偏转
+++++++++
d
q、m +
v0
UF
--------
偏移距离
y
+θ
v0
l
4.如何求粒子的偏移距离?
vy v
偏转角
5.如何求粒子的出射速度大小及偏转角?
解:垂直电场方向:飞行时间
t
l v0
平行电场方向:加速度 a F eU
m md
偏移距离
y
1 2
at 2
1 2
eUl2 mv02d
qUl
偏移角
vy a
tin
t
vy v0
下面我们来探讨带电粒子的偏转
二、带电粒子的偏转
+++++++++
d
q、m +
v0
U
--------
l
二、带电粒子的偏转
+++++++++
d v0
q、m +
UF
--------
l
1.q的受力怎样? －q的受力又怎样? 2.水平方向和竖直方向的运动性质怎样? 3.与学过的哪种运动形式类似? zxxk
二、带电粒子的偏转
带电粒子 沿垂直电场的方向进入匀强电场,
做类平抛运动：
垂直电场方向:zxxk 做匀速直线运动 平行电场方向: 做初速度为0的匀加速直线运动
二、带电粒子的偏转
+++++++++
d
q、m +
v0
UF
--------
偏移距离
y
+θ
v0
l
4.如何求粒子的偏移距离?
vy v
偏转角
5.如何求粒子的出射速度大小及偏转角?
解:垂直电场方向:飞行时间
t
l v0
平行电场方向:加速度 a F eU
m md
偏移距离
y
1 2
at 2
1 2
eUl2 mv02d
qUl
偏移角
vy a
tin
t
vy v0
带电粒子在电场中的运动--优质获奖课件
答案 C
借题发挥 解答本题的关键是要通过读题理解 灵敏度的物理含义，然后通过运算得出灵敏度 的表达式来加以分析选择．
【变式 2】 示波管是一种多功能电学仪器，它的工作原理可 以等效成下列情况：如图 1－4－8 所示，真空室中电极 K 发出电 子(初速度不计)，经过电压为 U1 的加速电场后，由小孔 S 沿水平 金属板 A、B 间的中心线射入板中．金属板长为 L，相距为 d，当 A、B 间电压为 U2 时电子偏离中心线飞出电场打到荧光屏上而显 示亮点．已知电子的质量为 m、电荷量为 e，不计电子重力，下列 情况中一定能使亮点偏离中心距离变大的是( )．
度为vy.根据题意得：eU1＝12mv20.
①
电子在A、B间做类平抛运动，当其离开偏转电场时侧向速
度为vy＝at＝emUd2·vL0.
②
结合①②式，速度的偏转角θ满足： tan θ＝vv0y＝2Ud2UL1. 显然，欲使θ变大，应该增大U2、L，或者减小U1、d.正确选 项是B.
答案 B
【典例 3】 在如图 1－4－9 所示的平行板电容器的两板 A、 B 上分别加如图 1－4－10①、②所示的两种电压，开始 B 板的电 势比 A 板高．在电场力作用下原来静止在两板中间的电子开始运 动．若两板间距足够大，且不计重力，试分析电子在两种交变电 压作用下的运动情况，并画出相应的 v－t 图象．
式中vy＝at＝qdUm1·vl0，vx＝v0，代入得tan θ＝mqUv201dl .
粒子从偏转电场中射出时偏移量y＝
1 2
at2＝
1 2
·qdUm1
·vl0
2，作粒
子速度的反向延长线，设交于O点，O点与电场边缘的距离为x，
qU1l2 则x＝tany θ＝2qdUm1vl02＝2l .
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+++++++++++
d
q、m +
v0
侧移
U
y
F
--
-
-
-
-
-
-
-
-
-
+θ
v0
l
vy v
偏转角
带电粒子在电场中的运动
六合实验高中
二、带电粒子在匀强电场中的偏转
a F qE qU m m md
类平抛运动
y 1 at2 qUl2
2
2mv02d
t l v0
与粒子比荷q/m成正比 与粒子初速度v0平方成反比
对偏转过程由偏转角正切公式：
tan
eU 2l mv 0 2 d
U2l 2U1d
y U2l2 4U1d
与粒子的电量q、 质量m无关
带电粒子在电场中的运动
六合实验高中
例与练
10、如图所示，二价氦离子和质子的混合体， 经同一加速电场加速后，垂直射入同一偏 转电场中，偏转后，打在同一荧光屏上， 则它们（ ） A、侧移相同 B、偏转角相同 C、到达屏上同一点 D、到达屏上不同点
离开电场后的偏转角正切为0.25 D、如果带电粒子的初动能为原来的2倍，则粒子 离开电场后的偏转角正切为0.25
带电粒子在电场中的运动
六合实验高中
例与练
7、质子(质量为m、电量为e)和二价氦离子
(质量为4m、电量为2e)以相同的初动能垂
直射入同一偏转电场中，离开电场后，它
们的偏转角正切之比为
，侧移之Leabharlann /2 l/2d lU
mv
2 0
d
2
ql 2
160V
或对偏转过程由侧移公式：
y
qUl2 2mv02d
d 2
U
mv
2 0
d
2
ql 2
160V
++ v0
--
+++ d
θ
2
- l-/ 2 -
带电粒子在电场中的运动
六合实验高中
例与练
14、初速度为2×107m/s的电子沿平行金
属板间的中心线射入板中，板长为30cm， 相距为4cm，在两板间加上如图所示的正弦
d
l 2
带电粒子在电场中的运动
六合实验高中
例与练
12、如图所示，有一电子(电量为e、质量为 m)经电压U0加速后，沿平行金属板A、B中 心线进入两板，A、B板间距为d、长度为L， A、B板间电压为U，屏CD足够大，距离A、 B板右边缘2L，AB板的中心线过屏CD的中 心且与屏CD垂直。试求电子束打在屏上的 位置到屏中心间的距离。
t1<t<t2电子沿Y 方向向下偏移
带电粒子在电场中的运动
六合实验高中
三、示波管的原理
3、如果在YY’之间加如图所示的交变电压， 同时在XX’之间加不变电压，使X的电势比 X’高，在荧光屏上会看到什么图形？
0<t<t1电子沿Y 方向向上偏，沿 X方向向里偏
带电粒子在电场中的运动
六合实验高中
三、示波管的原理
带电粒子在电场中的运动
六合实验高中
一、带电粒子在电场中的加速
１、动力学方法：
由牛顿第二定律：a
F m
qE m
qU md
由运动学公式：只适用于 A d B
v2 0 2ad v 2ad v 2qU
m
匀强电场
2qU m
初速度不 为零呢？
E +F v
U
带电粒子在电场中的运动
六合实验高中
一、带电粒子在电场中的加速
y
eU0l 2 2mv02d
d 2
可认为在t时间 内电场不变
U 0
mv02d 2 el 2
40V
带电粒子在电场中的运动
六合实验高中
小 结 带电粒子在交变电场中的运动
在两个相互平行的金属板间加交变电压时，在 两板间便可获得交变电场。此类电场从空间看是匀 强电场，即同一时刻，电场中各个位置处电场强度 的大小、方向都相同；从时间上看是变化的，即电 场强度的大小、方向都可随时间变化。
六合实验高中
例与练
6、垂场（质后直量偏进为）转入tm角偏a、n正转带电切电场为量，0m.q为5刚vU，q0好2的ld则离粒下开子列电以说偏场初电法转，速压中它角度正成在正v确从正离切的中比开与是线电
A、如果偏转电场的电压为原来的一半，则粒子
B离离、开开偏如比电电果转荷场场带角后后成电正的的正粒切偏偏子比与转转的角角比正正荷切切为偏为为原转00来..22角的55正一切半，与则粒子 C、如果带电粒子的初速度初为动原能来成的反2倍比，则粒子
的带电粒子以2×106m/s速度从水平放置的
平行金属板A、B中央沿水平方向飞入板间，
如图所示。已知板长L＝10cm，间距d＝
2cm，当AB间电压在
范围内时，
此带电粒子能从板间飞出。
++ +++ v0
-- - --
带电粒子在电场中的运动
六合实验高中
析与解 对偏转过程由偏转角正切公式：
tan
qUl mv02d
满足要求的是（ ） A、使M、N间电压增加为2U
Md N
B、使M、N间电压增加为4U
C、使M、N间电压不变，距离减半 D、使M、N间电压不变，距离加倍
+
v 2qU m
v与电压平方 根成正比
U
带电粒子在电场中的运动
六合实验高中
例与练
3、如图M、N是在真空中竖直放置的两块平行金
属板，质量为m电量为-q的带电粒子，以初速度
qU AB q为负 v
1 mv 2
2qU AB m
21 2
v02
mv02
A- v0
2103 m / s
B
带电粒子在电场中的运动
六合实验高中
例与练
5、如图所示，A、B为平行金属板电容器，两板
间的距离为d，在A板的缺口的正上方距离为h的 P处，有一静止的、质量为m、带电量为+q的液 滴由静止开始自由落下，若要使液滴不落在B板 上，两板间场强至少为多大？两板间的电压U至 少为多大？
带电粒子在电场中的运动
六合实验高中
三、示波管的原理
1、如果在电极XX’之间不加电压，但在YY’ 之间加不变电压，使Y的电势比Y’高，电子 将打在荧光屏的什么位置？
如果在电极 YY’之间不加电压，但在XX’ 之间加不变电压，使X’的电势比X高，电
子将打在荧光屏的什电么子位沿置X？方 向向外偏移
带电粒子在电场中的运动
六合实验高中
三、示波管的原理
2、如果在电极XX’之间不加电压，但在YY’ 之间加如图所示的交变电压，在荧光屏上会 看到什么图形？
0<t<t1电子沿Y 方向向上偏移
带电粒子在电场中的运动
六合实验高中
三、示波管的原理
2、如果在电极XX’之间不加电压，但在YY’ 之间加如图所示的交变电压，在荧光屏上会 看到什么图形？
空中，重力可忽略。在满足电子能射出平行板区的
条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角
θ变大的是 （ ）
A、U1变大、U2变大 C、U1变大、U2变小
B、U1变小、U2变大 D、U1变小、U2变小
带电粒子在电场中的运动
六合实验高中
析与解 对加速过程由动能定理：
qU1
1 2
mv02
mv02 2qU1
比为
。
tan
qUl mv02d
qUl2 y 2mv02d
与电量成正比 与电量成正比
带电粒子在电场中的运动
六合实验高中
例与练
8、三个电子在同一地点沿同一直线垂直飞 入偏转电场，如图所示。则由此可判断 （） A、 b和c同时飞离电场 B、在b飞离电场的瞬间，a刚好打在下极 板上 C、进入电场时，c速度最大，a速度最小 D、c的动能增量最小， a和b的动能增量一样大
3、如果在YY’之间加如图所示的交变电压， 同时在XX’之间加不变电压，使X的电势比 X’高，在荧光屏上会看到什么图形？
t1<t<t2电子沿Y 方向向下偏，沿 X方向向里偏
带电粒子在电场中的运动
六合实验高中
三、示波管的原理
3、如果在YY’之间加如图所示的交变电压， 同时在XX’之间加不变电压，使X’的电势 比X高，在荧光屏上会看到什么图形？
电子沿Y方 向向下偏移
带电粒子在电场中的运动
六合实验高中
三、示波管的原理
1、如果在电极XX’之间不加电压，但在YY’ 之间加不变电压，使Y的电势比Y’高，电子 将打在荧光屏的什么位置？
如果在电极 YY’之间不加电压，但在XX’
之 子将间打加在不荧变电光压屏，的向使什电向X么子的里位沿电偏置X势方移？比X’高，电
2、动能定理：
由动能定理： W 1 mv2 0
2
又W qU
Ad B
也适用于非
qU 1 mv2 匀强电场
E v
2
+
v 2qU
U
m
带电粒子在电场中的运动
六合实验高中
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
B、电子
C、氘核
D、氦核
交变电压。已知电子的质量为9×10-31Kg，
电量为1.6×10-19C，不计电子重力，求：
要使所有的电子都能离开电场，图中电压的
最大值U0需满足什么条件？