高中物理带电粒子在电场中的运动精品课件

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5、离开电场时的偏转角度的正切：
tan
vy v0
qUL
mdv
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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。 粒子在与电场垂直的方向上做匀速直线运动 粒子在与电场平行的方向上做初速为零的匀 加速运动
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例3
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三、 加速和偏转一体
由于电场力做功与场强是 否匀强无关，与运动路径也 无关，第二种方法仍适用！
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例1
所以
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结论：由于电场力做功与场强是否 匀强无关，与运动路径也无关，所 以在处理电场对带电粒子的加速问 题时，一般都是利用动能定理进行 处理。
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例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，下列
叙述正确的是：( AC )
A.两板间距越大，加速的时间越长 B.两板间距离越小，加速度就越大，
则电子到达Q板时的速度就越大 C.电子到达Q板时的速度与板间距
离无关，仅与加速电压有关 D.电子的加速度和末速度都与板间
距离无关
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二. 带电粒子在电场中的偏转
+++++++++
d
q、m +
u1
d
v0
------
l
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作业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？
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四、示波器的原理 （第二课时 1.示波器作用：是一）种用来观察电信号随时间变
化的电子仪器。 2.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。
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四、示波器的原理
产生高速飞 锯齿形扫 行的电子束 描电压
使电子沿x 方向偏移
待显示的 电压信号
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使电子沿Y 方向偏移
3.原理
已知：U、1l、YY‫׳‬偏转电极的电压U2、板间距d 、
为q的负离子，从静止 经加速电压U 1 加速后，获得速
度v0 ，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，
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
的沿电场方向的偏移量和
偏转角的正切值。
v0
U
-----------
l
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二. 带电粒子在电场中的偏转
+++++++++++
d
q、m +
v0
侧移
U
y
F
--
-
-
-
-
-
-
-
-
-
+θ
v0
l
vy v
偏转角
试根2020据/9/30类平抛运动的知识，推导偏移量 y和偏转角θ
Y+ + + + + +
1.受力分析：粒子受到竖直向
q
下的静电力F＝Eq=qU/d。
板端到荧光屏的距离L。 求：电子射出偏转电场时的偏向角正切值tanφ及打 。‫׳‬到屏上电子的偏移量y
tan U2l
2dU1
tan
y' l2L
y'
l 2dU1
2、运动分析: 初速度为零，加速度 为a=qU/md的向右匀 加速直线运动。
解法一 运用运动学知识求解 解法二 运用能量知识求解
v22ad2qUd2qU md m
qU 1 mv 2 2
v 2qU m
v 2 qU m
粒子加速后的速度只与加速电压有关
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思考题
如两极板间不是匀强电场该 用何种方法求解？为什么？
仪器名称：示波器 型 号：COS5100
北京正负电子对撞机加速器的 起点
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系统运行时，数以10亿计的电子就 将从这条加速管中以接近光速冲进 储存环中发生碰撞
第一章 静电场
1.8 带电粒子在电场 中的运动(2课时)
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新课标高中物理选修3－1
第一课时
电场中的带电粒子一般可分为两类：
y2qm U2dvL022
U2L2 4dU1
强化练习
1、试证明：带电粒子垂直进入偏转电场，离开电
场时就好象是从初速度所在直线的中点沿直线离
开电场的。 x
θ
qUl 2
qUl 2
y
2
mv
2 0
d
tan qUl
mv02d
x y
2 mv
2 0
d
tan
qUl
mv
2 0
d
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l 2
作业1：离子发生器发射出一束质量为m，电荷量
经过同一加速电场由静止开始加速，然后在同一偏转电
场里偏转，在通过加速电场时获得的动能是否相同？通
过偏转电场时，它们是否会分为三股？请说明理由。
答案：通过加速电场时获得的动能Ek=qU,加速电压相
同，二价氦离子电荷量最大，所以二价氦离子获得动
能最大。
粒子的偏转量和偏转角由加速电场和偏转电场决定，
所以三种粒子不可能分开为三股。 2020/9/30
vy
_+ + +++++ φ
v0
源自文库
-q
y
m
U2
v0
U1
--
v0
2qU1 m
----
L
y2qmU2dvL022
U2L2 4dU1
2020/9/3t0 anqmU2d0L2vLdU U12
思
-+
vy φ
+ + + + + +y
v0
考 题
-mq
U2
v0
- - U1
-L -
-
-
让一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子的混合物
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带电粒子在匀强电场中 受力情况：受到恒定的电场力 运动情况：做匀变速运动
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一. 带电粒子在电场中的加速
v0 0
vt ?
E1
（加速U电压）
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用动能定理分析 用牛顿运动定律分析
U
1、受力分析: 水平向右的电场力
+
qF
_
F＝Eq=qU/d
m
d 带电粒子的加速
1、带电的基本粒子：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、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。
3、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
d
v0
U
y
2.运动规律分析:粒子作类平抛运动。
F
v0 x方向：匀速直线运动
-Y′ - - - - -
L
vy v
Y方向：加速度为
a
qU 的匀加速直线
运动。
md
v0
Φ
vy
v
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3. x方向 vx v 0 Lv 0 t
4. y方向
qU L v y md v 0
1 qU L2
y 2 md
v