匀强电场中电子的运动.ppt

第九节带电粒子在匀强电场中的运动 带电粒子在电场中要受到电场力的作用 就要产生相应的加速度 速度的大小和方向就要发生相应的变化 而这些变化能够被人控制后 人们就可以用定向的定量的发射电子 以达到必要的目的 那么你能举出日常生活中那个是用可控的电子流工作的呢 有哪些我们实验室中用到的仪器也是用这个原理制成的呢 还有哪些你们听说过的仪器也是用这个原理工作的呢 一 带电粒子的平衡态 考虑带电粒子在匀强电场中的运动情况 就必须了解带电粒子在匀强电场中的受力情况 q E G F 根据公式可知电荷的电量一定时 其在匀强电场中所受的电场力就是一个恒力F 如图水平放置的两块平行金属板 当粒子所受到的电场力F大小等于粒子自身所受到的重力G的时候则带电粒子平衡 在此种情况下 带电粒子的运动情况 应取决于 粒子的初状态 思考 如果电场力F小于重力G粒子的运动情况 如果电场力F大于重力G粒子的运动情况 F Eq 二 带电粒子的加速 如图所示 在真空中有一对平行金属板 两板间加以电压 两板间有一个带正电的电荷 它在静电场力的作用下由静止开始 从正极板向负极板运动 问到达负极金板时的速度有多大 U q 分析 粒子由正极板静止出发 说明初状态 粒子的动能为 要求到达负极板时的速度 只要知道了到达负极板时的动能即可再根据公式 便可求得速度 而粒子的末动能 就是电场力所做的功根据公式 可以求出电场力所做的功 又由于 可得最终结果 练习 带电粒子在电场中 匀强电场和非匀强电场 只有电场力做功时 带电粒子的质量为m 电量为q 初速度为v经过电压为U的电场加速后速度变为V 0 1 初速度为0则qU 2 初速度不为0则qU 三 带电粒子在匀强电场中的偏转 v Q 带正电的电荷 Q不计重力一水平方向为v的速度穿过一对带电平行板 试分析其在电场中中的受力情况 何以能动情况 分析 带电粒子在进入电场前 是以一定的初速度水平运动的 但进入电场中时 粒子就受到了一个电场力其方向如图所示 又因为该粒子不计重力 则在竖直方向上只受的作用 粒子应在这个力的作用下向偏转 像这种粒子有一定的初速度 有在于其速度垂直的方向上受到电场力等力的作用下发生偏转的运动我们叫它类平抛运动 练习 不计重力的带电粒子以初速度垂直于电场方向进入匀强电场 设两平行板长为L板间距离为d 电压为U场强为E带电粒子的质量m电量为q初速度为v离开电场时速度为V与电场垂直方向速度为v偏转角为a y 0 1 运动性质 2 运动分解 与电场垂直方向运动 与电场平行的方向 初速度为0的运动 3 基本物理量 加速度a 运动时间t 偏移距离y 速度V 偏转角tana 四 带电粒子先加速后偏转 电子枪 加速电场 偏转电场 电子枪向外发射的电子井水平方向的加速电场加速以后以一定的水平速度向右运动进入竖直方向的偏转电场 粒子在进入偏转电场后 水平速度不再变化 因为在水平方向上不受力的作用 而受竖直方向的力的作用 在竖直方向上 有加速度 改变了粒子的运运动方向 使其向偏转 电子枪发射的是带点的电荷Q 如果加速电压为U质量为M则经加速电场后的速度为