带电离子在电场中的运动ppt

课堂小结：
从动力学和运动学角度分析 一、利用电场使带电粒子加速 从做功和能量的角度分析
二、利用电场使带电粒子偏转
粒子在与电场垂直的方向上做
类似平抛运动的分析方法
匀速直线运动
粒子在与电场平行的方向上做 初速度为零的匀加速运动
求： 1）离子在偏转电场中运动
的时间、加速度、速度 Ｖ的大小； 2）离子在离开偏转电场时 的横向偏移量和偏转角
+ + + + + +
v0 u1
d
-----l
的正切值。
例 2. 一束电子流经 U=5000V 的电压加速后， 在距两极板等间距处垂直进入平行板间的匀 强 电 场 中 ， 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，两个板之间的电压最多能加多少？
二. 带电粒子在电场中的偏转
d
ຫໍສະໝຸດ Baidu
y
m, q
v0
U (偏转电压)
l
试根据类平抛运动的知识，推导偏移量 y和偏转角θ
偏移量 y的计算
（1）粒子做什么运动？
（2）为计算y，需要知道哪些物理量？
y
1 2 y at 2
a, t
y?
qUL y 2 2m dv 0
2
（3）这些物理量能计算出吗？
t ?
E
一. 带电粒子在电场中的加速
E1
v0 0
vt ?
用动能定理分析
用牛顿运动定律分析
（加速电压）
U
一. 带电粒子在电场中的加速 根据动能定理：qU = mv2/2 或根据牛顿定律：a = F/m = qU/dm 和运动学公式：v2 =2ad 得 v= 2qU m
粒子加速后的速度只与加速电压有关 此式也适用于不是匀强电场的情况
F
a
偏转角θ的计算 （1）什么叫偏转角
vy

v
v0
（2）怎样计算偏转角θ？
tan
vy v0
?
qUL 2 y tan 2 L m dV 0
例1：离子发生器发射出一束质量为m，电荷量为q的 负离子，从静止 经加速电压U 1 加速后，获得速度 ， 并沿垂直于电场线方向射入两平行板中央，受偏转电 压U2作用后，以速度Ｖ离开电场，已知平行板长为Ｌ， 两板间距离为d.
三、示波器的原理
• 示波器是一种用来观察电信号随时间变化的电 子仪器。它的核心部件是示波管：由电子枪、 偏转电极和荧光屏组成，管内抽成真空。
（1）电子枪部分：E电源作用是使金属丝变热发射 出电子，U1电源作用是使发射出的电子在真空中被加速，获 得很大的速度从金属板的小孔穿出。 （2）偏转电极部分：YY/平行金属板为竖直方向偏转电极即 使平行金属板入射的电子产生竖直方向的偏转，XX/平行金 属为水平方向偏转电极即使平行金属板入射的电子产生水平 方向的偏转。 （3）荧光屏部分：玻璃屏上涂有荧光物质。高速电子打到 荧光物质，荧光物质受激发后会发出可见光，电子本身并不 能发光，从屏上观察亮点，可知打到屏上电子的偏移情况。
1.9 带电粒子在电场 中的运动
电场中的带电粒子一般可分为两类：
1、微观粒子：如电子，质子，α粒子，正负离子等。 这些粒子所受重力和电场力相比在小得多，除非有说 明或明确的暗示以外，一般都不考虑重力。（但并不 能忽略质量）。
2、宏观微粒：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。
一般用“动能定理”求解
例题1：右图所示，两平行金属板间加 ← U1→ 一电压U，有一带正电荷q、质量为m v0 的带电粒子在电场力的作用下以初速 v + + v0开始从正极板向负极板运动。则 （1）带电粒子在电场中作什么运动？ （2）粒子穿出负极板时的速度多大？ （3）粒子穿出负极板后做什么运动？