带电粒子在电场中的运动课件PPT

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,J2459,学生示波器,阴极射线管结构示意图,J2459学生示波器阴极射线管结构示意图http:/lih,仪器名称：示波器 型 号：,COS5100,阴极射线管,结构示意图,其他粒子,仪器名称：示波器 型 号：COS5100阴极射线管其他粒子,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,电场中的带电粒子一般可分为两类：,1,、带电的,基本粒子,：如电子，质子，,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。,用物理规律对运动状态分析,3,3、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电,1,、牛顿第二定律的表达式？,2,、动能定理的表达式？,3,、平抛运动一般分解成那两个分运动？,4,、电场力做功的计算公式？,复习提问：,平衡、加速和减速,-,+,+,+,+,-q,-,-,-,1、牛顿第二定律的表达式？2、动能定理的表达式？3、平抛运动,+,+,+,+,+,+,+,+,_,_,_,_,_,_,_,_,U,U,E,匀加速,匀速,+qm,V=?,一、带电粒子的加速,+_UUE匀加速匀速+qmV=?,方法,1,：运用运动学和动力学方法求解，设板 间距为,d,因电场力为恒力，所以有,方法,2,：运用能量观点求解,d,U,E,匀加速,匀速,+qm,V=?,6,方法1：运用运动学和动力学方法求解，设板 间距为d,因电,例题,1,：实验表明，炽热的金属丝可以发射电子。在炽热金属丝和金属板间加以电压,U=2500V,，从炽热金属丝发射出的电子在真空中被加速后，从金属板的小孔穿出。电子射出后的速度有多大？,设电子刚从金属丝射出时的速度为零。,- U +,金属丝 金属板,V,E,电子的质量为,0.9110,-30,kg,，电子的电荷量,e=1.610,-19,C,7,例题1：实验表明，炽热的金属丝可以发射电子。在炽热金属丝,解：金属丝和金属板间的电场虽然不是匀强电场，但仍可用,可得,代入数据得：,v=3.010,7,m/s,8,解：金属丝和金属板间的电场虽然不是匀强电场，但仍可用8,1,：非匀强电场中,如何计算？,电场力做功，只于始末位置电势差有关,2,：若带正电粒子以,V,0,由负板向正板运动，分析,粒子运动情况,明确粒子,V,，,a,的变化情况,思 考：,3.,若粒子以初速度,V,0,沿,垂直,场强方向进入电场，,离子的运动情况如何？,+,+,+,+,+,-,-,-,-,-,+,V,9,1：非匀强电场中, 如何计算？电场力做功，只于始末位置电势差,l,d,+,- - - - - - - - - - -,+ + + + + + + + + + +,U,v,0,q,、,m,F,+,v,v,0,v,y,y,偏转角,侧移,二,.,带电粒子在电场中的偏转,试根据类平抛运动的知识，推导偏移量,y,和偏转角,10,ld+- - - - - - - -,8/30/2024,11,9/4/202311,1.,受力分析：粒子受到竖直向下的静电力,F,Eq,=,qU/d,。,2,.,运动规律分析,:,粒子作,类平抛,运动,。,x,方向：,匀速直线运动,Y,方向：,加速度为 的,匀加速,直线运动,。,v,v,0,v,y,3.,x,方向,4.,y,方向,5,、离开电场时的偏转角度的正切：,y,v,0,v,y,F,v,+,+,+,+,+,+,-,-,-,-,-,-,v,0,Y,d,U,Y,q,L,12,1.受力分析：粒子受到竖直向下的静电力FEq=qU/d。2,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。,两个分运动：,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,13,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,例题,2,：如图所示一电子以初速,V,0,=3.0X10,7,m/s,沿垂直电场方向射入的电场，两极板的长度为,L=6.0cm,，相距,d=2cm,，极板间电压,U=200V.,求,1,）电子射出电场时沿垂直板面方向偏移的距离,y,2,）电子离开电场时偏转的角度,。,v,0,-,q,m,U,+,+,+,+,+,+,-,-,-,-,-,-,d,L,F,y,14,例题2：如图所示一电子以初速V0=3.0X107m/s沿垂直,解,:,电子进入偏转电场后,在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动,.,所以偏移距离,所以偏移角度,加速度,水平方向做匀速直线运动,代入数据分别得：,y=0.36cm =6.8,o,v,0,-,q,m,U,+,+,+,+,+,+,-,-,-,-,-,-,d,L,F,y,15,解:电子进入偏转电场后,在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运,1,、如图，电子在电势差为,U,1,的加速电场中由静止开始加速，然后射入电势差为,U,2,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,变大的是,（ ）,A,、,U,1,变大、,U,2,变大,B,、,U,1,变小、,U,2,变大,C,、,U,1,变大、,U,2,变小,D,、,U,1,变小、,U,2,变小,强化练习,B,16,1、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,解析,对加速过程由动能定理：,对偏转过程由偏转角正切公式：,与粒子的,电量,q,、质量,m,无关,17,解析对加速过程由动能定理：对偏转过程由偏转角正切公式：与粒子,：,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？,5000v,=1.0cm,l=5.0cm,强化练习,18,：2. 一束电子流经 U=5,课堂小结：,一、利用电场使带电粒子加速,二、利用电场使带电粒子偏转,从动力学和运动学角度分析,从做功和能量的角度分析,类似平抛运动的分析方法,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,初速度为零的匀加速运动,课后作业：,1,、,3,、,5,19,课堂小结：一、利用电场使带电粒子加速二、利用电场使带电粒子偏,8/30/2024,20,9/4/202320,