带电粒子在电场中的加速ppt课件
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带电粒子在匀强电场中的运动 课件
UX
t
Y
X’
X
Y’
示波器图象
(6)电子在离开电场时的偏转角度θ，求tanθ 。
V
1、电场分析
方向向下、大小E=U/d
Y+ + + + + +
F
d
v0
U
2、受力分析：
-Y′ - - - - -
L
电子受到竖直上的电场力F＝Ee= eU/d，不受重力
3、运动分析:
电子斜向上作类平抛运动。 可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直向上的匀加 速直线运动。
电子枪
Y X
Y’ X’
-+
偏转电极
（1）电子枪：发射并加速电子
Y
X’
X
Y’
荧光屏
（2）偏转电极：YY′使电子束竖直偏转；XX′使电子束水平偏转
（3）荧光屏：电子束打到荧光屏上能使该处的荧光物质发光。
三、示波管原理
示波管原理图
如果在XX’ 之间不加电压,而在YY’之间所加的电压按图所示的 规律随时间变化，在荧光屏会看到什么图形？
UX
t
扫描电压
Y
X’
X
示波器图象
Y’
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
如果信号电压是周期性的，并且扫描电压与信号电压的 周期相同，就可以在荧光屏上得到待测信号在一个周期 内随时间变化的稳定图象
带电粒子在电场中的运动
t
Y
X’
X
Y’
示波器图象
(6)电子在离开电场时的偏转角度θ，求tanθ 。
V
1、电场分析
方向向下、大小E=U/d
Y+ + + + + +
F
d
v0
U
2、受力分析：
-Y′ - - - - -
L
电子受到竖直上的电场力F＝Ee= eU/d，不受重力
3、运动分析:
电子斜向上作类平抛运动。 可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直向上的匀加 速直线运动。
电子枪
Y X
Y’ X’
-+
偏转电极
（1）电子枪：发射并加速电子
Y
X’
X
Y’
荧光屏
（2）偏转电极：YY′使电子束竖直偏转；XX′使电子束水平偏转
（3）荧光屏：电子束打到荧光屏上能使该处的荧光物质发光。
三、示波管原理
示波管原理图
如果在XX’ 之间不加电压,而在YY’之间所加的电压按图所示的 规律随时间变化，在荧光屏会看到什么图形？
UX
t
扫描电压
Y
X’
X
示波器图象
Y’
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
如果信号电压是周期性的，并且扫描电压与信号电压的 周期相同，就可以在荧光屏上得到待测信号在一个周期 内随时间变化的稳定图象
带电粒子在电场中的运动
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
带粒子在电场中的运动PPT课件
2qU v m
v与电压平方
U
根成正比
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 V0由小孔进入电场，当M、N间电压为U时，粒 子刚好能到达N板，如果要使这个带电粒子能够 到达M、N两板间距的1/2处返回，则下述方法 能满足要求的是（ ） M d N A、使初速度减半 B、使M、N间电压加倍 v0 C、使M、N间电压提高4倍 D、使初速度和M、N间电压都加倍
1 2 由动能定理： W mv 0 2 A 又W qU 也适用于非 1 2 匀强电场 qU mv 2
d
B E + v
2qU v m
U
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
一、带电粒子在电场中的加速
１、动力学方法：
F qE qU 由牛顿第二定律：a m m md
2
由运动学公式：
v 0 2ad
只适用于 匀强电场
U v 2ad m 2qU 初速度不 v 为零呢？ m
一、带电粒子在电场中的加速
2、动能定理：
9、如图，电子在电势差为U1的加速电场中由静止 开始加速，然后射入电势差为U2的两块平行极板间 的电场中，入射方向跟极板平行。整个装置处在真 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 B、U1变小、U2变大 C、U1变大、U2变小 D、U1变小、U2变小
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 比为 。
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 ）
【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加速和偏转 ppt课件
U＞ U/.时, eU eU / EK0
粒子能到C板。表中有点流。5
二．偏转 (不计重力)
如图：设加速电压U１；偏转电压U２，板长l，板间距 离d；带电粒子+ｑ，ｍ，初速为0。
V0
F1
F2
U2
Vt
U1
L
1．加速： qU1=
1 2
mV02
0
进入偏转场类平抛；
水平：匀直。 竖直：初速为0，匀加速直线。
-
粒子：m、+q、V0=0 求Vt＝？
法（一）运动和力的观点
F
+
-
A
B
Vt2 2ad
a
qE m
ห้องสมุดไป่ตู้
∴ Vt
2qU m
U
E
U d
法（二）能量
动能定理：WEK ∴ qU1 2mtV 20
或能量守恒： 电减＝EK增 ∴ qU1 2mtV 230
2．非匀强场：
+q F
A
B
AB电压U，求Vt＝？
动能定理：qU12mtV 20
问题2：若Uy=Umsinωt，则电子束如何运动？
19
2．电子束水平方向运动
y
问题3：要使电子束在x轴上自左至
右匀速运动，应加什么样的电压？
x 同理：
UxL2 4dU1
Ux
UX
X
且Ux∝t
∴可得x∝t
t
问题4.上述两种电压同时加在Y、X两个偏转板上，且
Tx=Ty,看到的是什么样的图形？
y
y
y
X
Tx=Ty,
结论：无论是否匀强电场，电场力的功取 决于qU。
）
4
10.5 带电粒子在电场中的运动(课件)
d
+
q、
m
垂直电场方向：匀速直线运动
U
v0
---------- +
L
沿电场方向：初速度为零的匀加速直线运动
三、带电粒子在电场中的偏转
【问题提出】如图，粒子以初速度v0射入电场，求射出电场时沿垂直
于板面方向偏移的距离y和速度偏转的角度θ。
+ + + + + + + + + + +
q、m
d
+
偏移距离（侧移
第二定律结合匀变速直线运动公式分析;另
一种是利用静电力做功结合动能定理分析。
选择：当解决的问题属于匀强电场且涉及运动时间等描述运动过程的
物理量时，适合运用前一种思路分析;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，适合运用后一种思路分析。
多级加速
问题：如图多级平行板连接，能否加速粒子？
2
v
2qU
m
总结：粒子加速后的速度只与加速电压有关。
+
F
U
v
二、带电粒子在电场中的加速
思
考
：
若两极板间不是匀强电场，该用何种方法求解？
能量观点：动能定理
若粒子的初速度为零,则:
1
qU mv 2
2
1
1
2
2
mv
mv
0 qU
若粒子的初速度不为零,则:
2
2
二、带电粒子在电场中的加速
方法：分析带电粒子加速的问题，常有两种思路∶ 一种是利用牛顿
Xˊ
X
物质的残光特性，
高中物理《带电粒子在电场中的运动》课件ppt
C.尽可能减小板间距d
v0
D.使电子的入射速度v0大些
h
h 1 ( eU )( L )2 2 md v0 h eL2
U 2mdv02
例7、a、b、c三个α粒子同时由同一点垂直进入偏转
电场,其轨迹如图，其中b恰好飞出电场，则（ ACD ）
A.在b飞离电场的同时，a刚好打在负极板上
B. b和c同时飞离电场
由⑤⑦式可知 a b c ⑧
课堂小结：
一、带电粒子在匀强电场中的平衡：F合=0
二、带电粒子的匀变 速直线运动
从动力学和运动学角度分析 从做功和能量的角度分析
三、带电粒子的匀变速曲线运动——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
A.两板间距离越大，加速时间就越长，则获得的速率
就越大.
B.两板间距离越小，加速时间就越长，则获得的速率
就越大
C.与两板间的距离无关，仅与加速电压有关
D.以上解释都不对.
P
Q
eU 1 mv2
2
v 2eU m
v与d和t均无关.
U
2.带电粒子在电场中的匀变速曲线运动——偏转
例5、如图所示，在真空中水平放置一对金属板Y和Y’，
1、带电粒子的匀变速直线运动：
例3：如图所示，在真空中有一对平行金属板，板间 距离为d，两板间加以电压U．两板间有一个带正电 荷量为q的带电粒子 (不计重力) ，它在电场力的作用 下，由静止开始从正极板向负极板运动，到达负极板 时的速度有多大？
qE
若不计粒子重力，则该粒子沿
qE
电场线做匀加速直线运动。
C.进入电场时，c的速度最大，a的速度最小
《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。
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
1带电粒子在电场中的加速和偏转.1ppt1
2.0cm
V1 y
V0 l
l/2
L
偏转
匀速直线运动
三.示波管原理
Y
F U2 U1 示波管原理 L
φ
y S
y/
X
Vt
Uy
组成：电子枪、偏转电极、荧光屏。
1．电子束竖直方向运动
U yL
2
t
问题1：如果想使电子束在屏上y轴方向上下运动，应加 ∵ y U y ∴电子束随Uy的变化成正比变化。 4 dU 1 什么样的偏转电压Uy？ 问题2：若Uy=Umsinωt，则电子束如何运动？
Ty
例8．已知如图，灯丝热发射电子，电源电压U、 U/. ⑴试说明电子在三个空间的运动性质 ⑵当U<U/.时，电流计中有无电流？ A B C U＞U/.时，电流计中有无电流？ 解：⑴变加速，匀速，匀减速。 ⑵由动能定理：
/
G
U<U/.时，有 U＞ U/.时,
eU eU
/
E K
/
U U 0 粒子不能到C板。
eU eU
E K 0
粒子能到C板。表中有点流。
解:电子电荷量为e,根据动能定理可得
1 2
v 2 eU me
2
mv
qU
2 1 . 6 10
19
2500
30
0 . 91 10
7
m /s
3 10 m / s
如图：设加速电压U１；偏转电压U２，L，d； 带电粒子+ｑ，ｍ，初速为0。
二．偏转 (条件：V0⊥E， 且F电＞＞ｍｇ)
第九节 带电粒子在电场中的 运动
课前热身 两类：
电场中的带电粒子一般可分为
V1 y
V0 l
l/2
L
偏转
匀速直线运动
三.示波管原理
Y
F U2 U1 示波管原理 L
φ
y S
y/
X
Vt
Uy
组成：电子枪、偏转电极、荧光屏。
1．电子束竖直方向运动
U yL
2
t
问题1：如果想使电子束在屏上y轴方向上下运动，应加 ∵ y U y ∴电子束随Uy的变化成正比变化。 4 dU 1 什么样的偏转电压Uy？ 问题2：若Uy=Umsinωt，则电子束如何运动？
Ty
例8．已知如图，灯丝热发射电子，电源电压U、 U/. ⑴试说明电子在三个空间的运动性质 ⑵当U<U/.时，电流计中有无电流？ A B C U＞U/.时，电流计中有无电流？ 解：⑴变加速，匀速，匀减速。 ⑵由动能定理：
/
G
U<U/.时，有 U＞ U/.时,
eU eU
/
E K
/
U U 0 粒子不能到C板。
eU eU
E K 0
粒子能到C板。表中有点流。
解:电子电荷量为e,根据动能定理可得
1 2
v 2 eU me
2
mv
qU
2 1 . 6 10
19
2500
30
0 . 91 10
7
m /s
3 10 m / s
如图：设加速电压U１；偏转电压U２，L，d； 带电粒子+ｑ，ｍ，初速为0。
二．偏转 (条件：V0⊥E， 且F电＞＞ｍｇ)
第九节 带电粒子在电场中的 运动
课前热身 两类：
电场中的带电粒子一般可分为
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
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qUl
偏移角
vy a
tin
t
vy v0
带电粒子在电场中的运动ppt课件
A
B
C
D
E
F
U
－
U ~
＋
U
u0
多级直线加速器示意图
0
T
2T
t
-u0
二、带电粒子在电场中的偏转
【情景】如图，水平放置一对金属板Y和Y′,长度为L，相距为d，极板间的
电压为U。一电荷量为q质量为m的电子，从两板中央以水平速度v0射入。
【问题】
-
Y
1.请你分析电子的运动？ 2.求电子穿出电场时的侧移量y与偏转角的tanθ.
对带电粒子在电场中的运动，从受力的角度来看，遵循牛顿运动定律，从
做功的角度来看，遵循能的转化和守恒定律．
★研究带电粒子运动的主要工具：
电场力 F=qE
加速度 a=F/m
电场力的功 W=qU
动能定理
W
qU
1 2
mvt 2
1 2
mv02
一、带电粒子在电场中的加速
【情景】如图,真空中一对金属板间距为d,加上电压U。若一个质量为m,带正电荷q的粒子, 在静电力的作用下由静止开始运动从正极板向负极板运动。
第十章 静电场中的能量 第 5 节 带电粒子在电场中的运动
教学目标
1．掌握带电粒子在电场中加速和偏转所遵循的规律． 2．带电粒子在电场中的偏转问题及应用 3．知道示波器的主要构造和工作原理．
新课引入
大型粒子对撞机
医用直线加速器(IGRT)
示波器
新课引入
在现代科学实验和技术设备中，常利用电场来改变或控制带电粒子的运动。
t
X
Y′
课堂小结
通过本节课的学习，你学到了哪些知识？学会了哪些方法？
知识总结：
1.带电粒子在电场中的加速运动。
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.
1
北京正负电子对撞. 机
2
北京正负电子对撞机（BEPC）是世界八大高能 加速器中心之一， 是我国第一台高能加速器， 也是高能物理研究的重大科技基础设施；由长 202米的直线加速器、输运线、周长240米的圆 型加速器（也称储存环）、高6米重500吨的 北京谱仪和围绕储存环的同步辐射实验装置等 几部分组成，外型像一只硕大的羽毛球拍。北京 正负电子对撞机是当时世界上唯一在τ轻子和粲 粒子产生阈附近研究τ-粲物理的大型正负电子 对撞实验装置，也是该能区迄今为止亮度最高 的对撞机
.
3
欧洲大型强子对撞机（LHC）是世界上最
大的粒子加速器，建于瑞士和法国边境地
区地下100米深处的环形隧道中，隧道全
长26.659公里。大型强子对撞机2003年开
始修建，2008年9月10日启动，将近80个
国家和地区的2000多名科学家参与这一研
究项目
粒子加速器是用人工方法产生高速带电粒
子的装置。是探索原子核和粒子的性质、
内部结构和相互作用的重要工具，在工农
业生产、医疗卫生、科学技术等方面也都有
重要而广泛的实际应用.
4
.
5
.
6
一、回顾静电力做功的公式 二、动能定理 三、回顾运动学公式（初速度等于零）
.
7
一、带电粒子在电场中的加速（不考虑重力）
(1)带电粒子的加速度
a F qE qU m m md
(2)带电粒子的加速的时间
d 1 at2 2
t d 2m qu
Ad B E
+F v
U
.
8
(3)带电粒子的末速度
方法一： W 1mv2 0 w qu
2
qU 1mv2 2
方法二：
v 2qu m
Ad B E v +
v2 02ad
v
2qu m
.
U
9
例1、如图所示，AB两板间距为d，带电
粒子从A板的中间进入两板间，初速度
为零，则粒子到达B板时的速度为v，在
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）
WAB12mv212m0v2 q U A B1 2m2v1 2m02 v
v2103m/s
A- v0 B
.
16
越大 C．电子到达Q板时的速度与板间距离无关，
与加速电压有关 D．电子的加速度和末速度都与板间距离无关
.
11
例3、如图，氢核（
1 1
H）、氘核（
2 1
H）、氚
核（
3 1
H
）分别由左孔由静止释放，后由右
孔射出，则：
⑴ 射出时的动能之比为___1_:1_:_1_____
⑵ 射出时的速度之比为___6_:__3_:__2__
板间的运动时间为t。如果将两板间的距
离增大为2d，其它条件不变，则粒子到
达 B板的速度为 V 。在板间运动的
时间为 2t 。
AB
.
Байду номын сангаас
10
2．如图所示，在P板附近有一电子由静止开始 向Q板运动，则关于电子在两板间的运动情况，
AC 下列叙述正确的是( )
A．两板间距越大，加速的时间越长 B．两板间距离越小，电子到 达Q板时的速度就
对全过程由动能定理：
m(h gd)qU 0
mg
Um(h gd)/q
qE
EUmg(hd)
d
qd .
mg
14
二、初速度不为零的加速运动
推导公式：如果运动的初速度为v0， 带电粒子加速之后的末速度？
qu1mv2 2
12mv02
v
2qu m
v02
.
15
8、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=2×10-12kg、 电量为q=-5.0×10-8C的带电粒子，以初速度
U
－
+
.
12
4．下列粒子从静止状态经过同一加速电
A 场加速后，速度最大的是 ( )
A．质子(
1 1
H)
B．氘核(
2 1
H)
C．α粒子( 42He) D．钠离子(Na+)
.
13
6、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 滴恰好到达B板，两板间电压为多少？两板 间的电场强度为多少？
1
北京正负电子对撞. 机
2
北京正负电子对撞机（BEPC）是世界八大高能 加速器中心之一， 是我国第一台高能加速器， 也是高能物理研究的重大科技基础设施；由长 202米的直线加速器、输运线、周长240米的圆 型加速器（也称储存环）、高6米重500吨的 北京谱仪和围绕储存环的同步辐射实验装置等 几部分组成，外型像一只硕大的羽毛球拍。北京 正负电子对撞机是当时世界上唯一在τ轻子和粲 粒子产生阈附近研究τ-粲物理的大型正负电子 对撞实验装置，也是该能区迄今为止亮度最高 的对撞机
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3
欧洲大型强子对撞机（LHC）是世界上最
大的粒子加速器，建于瑞士和法国边境地
区地下100米深处的环形隧道中，隧道全
长26.659公里。大型强子对撞机2003年开
始修建，2008年9月10日启动，将近80个
国家和地区的2000多名科学家参与这一研
究项目
粒子加速器是用人工方法产生高速带电粒
子的装置。是探索原子核和粒子的性质、
内部结构和相互作用的重要工具，在工农
业生产、医疗卫生、科学技术等方面也都有
重要而广泛的实际应用.
4
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5
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6
一、回顾静电力做功的公式 二、动能定理 三、回顾运动学公式（初速度等于零）
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7
一、带电粒子在电场中的加速（不考虑重力）
(1)带电粒子的加速度
a F qE qU m m md
(2)带电粒子的加速的时间
d 1 at2 2
t d 2m qu
Ad B E
+F v
U
.
8
(3)带电粒子的末速度
方法一： W 1mv2 0 w qu
2
qU 1mv2 2
方法二：
v 2qu m
Ad B E v +
v2 02ad
v
2qu m
.
U
9
例1、如图所示，AB两板间距为d，带电
粒子从A板的中间进入两板间，初速度
为零，则粒子到达B板时的速度为v，在
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）
WAB12mv212m0v2 q U A B1 2m2v1 2m02 v
v2103m/s
A- v0 B
.
16
越大 C．电子到达Q板时的速度与板间距离无关，
与加速电压有关 D．电子的加速度和末速度都与板间距离无关
.
11
例3、如图，氢核（
1 1
H）、氘核（
2 1
H）、氚
核（
3 1
H
）分别由左孔由静止释放，后由右
孔射出，则：
⑴ 射出时的动能之比为___1_:1_:_1_____
⑵ 射出时的速度之比为___6_:__3_:__2__
板间的运动时间为t。如果将两板间的距
离增大为2d，其它条件不变，则粒子到
达 B板的速度为 V 。在板间运动的
时间为 2t 。
AB
.
Байду номын сангаас
10
2．如图所示，在P板附近有一电子由静止开始 向Q板运动，则关于电子在两板间的运动情况，
AC 下列叙述正确的是( )
A．两板间距越大，加速的时间越长 B．两板间距离越小，电子到 达Q板时的速度就
对全过程由动能定理：
m(h gd)qU 0
mg
Um(h gd)/q
qE
EUmg(hd)
d
qd .
mg
14
二、初速度不为零的加速运动
推导公式：如果运动的初速度为v0， 带电粒子加速之后的末速度？
qu1mv2 2
12mv02
v
2qu m
v02
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8、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=2×10-12kg、 电量为q=-5.0×10-8C的带电粒子，以初速度
U
－
+
.
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4．下列粒子从静止状态经过同一加速电
A 场加速后，速度最大的是 ( )
A．质子(
1 1
H)
B．氘核(
2 1
H)
C．α粒子( 42He) D．钠离子(Na+)
.
13
6、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 滴恰好到达B板，两板间电压为多少？两板 间的电场强度为多少？