选修-：带电粒子在电场中的运动ppt课件

1、、动力学方法：、动力学方法： 一、带电粒子在电场中的加速一、带电粒子在电场中的加速A AB BU Ud dE E+F Fv由牛顿第二定律：由牛顿第二定律：mFa mqEmdqU由运动学公式：由运动学公式：adv202adv2mqU2mqUv2初速度不初速度不为零呢？为零呢？只适用于只适用于匀强电场匀强电场2 2、动能定理：、动能定理： A AB BU Ud dE E+v由动能定理：由动能定理：0212mvWqUW 又221mvqU mqUv2也适用于非也适用于非匀强电场匀强电场一、带电粒子在电场中的加速一、带电粒子在电场中的加速例与练例与练mqUv2qUmvEk221与电量成正比与电量成正比与

2、比荷平方与比荷平方根成正比根成正比例与练例与练MMN NU Ud d+mqUv2v与电压平方与电压平方根成正比根成正比例与练例与练A A-v0B BABABqUW2022121mvmvWAB202vmqUvABsm/10232022121mvmvqUABq为负为负二、带电粒子在匀强电场中的偏转二、带电粒子在匀强电场中的偏转 ld+- - - - - - - - - - - + + + + + + + + + Uv0q、m二、带电粒子在匀强电场中的偏转二、带电粒子在匀强电场中的偏转 ld+- - - - - - - - - - - + + + + + + + + +Uv0q、mF+vv0vyy偏

3、转角偏转角侧移侧移二、带电粒子在匀强电场中的偏转二、带电粒子在匀强电场中的偏转mFa mqEmdqU0vlt 221aty dmvqUl2022类平抛运动类平抛运动与粒子比荷与粒子比荷q/mq/m成正比成正比与粒子初速度与粒子初速度v0v0平方成反比平方成反比与电场的属性与电场的属性U U、l l、d d有关有关二、带电粒子在匀强电场中的偏转二、带电粒子在匀强电场中的偏转mFa mqEmdqU0vlt atvydmvqUl0与粒子比荷与粒子比荷q/mq/m成正比成正比与粒子初速度与粒子初速度v0v0平方成反比平方成反比与电场的属性与电场的属性U U、l l、d d有关有关0tanvvydmvq

4、Ul20类平抛运动类平抛运动例与练例与练dmvqUl20tan偏转角正切与偏转角正切与比荷成正比比荷成正比偏转角正切与偏转角正切与初动能成反比初动能成反比偏转角正切与偏转角正切与电压成正比电压成正比例与练例与练tandmvqUl20dmvqUly2022与电量成正比与电量成正比与电量成正比与电量成正比6 6、如图，电子在电势差为、如图，电子在电势差为U1U1的加速电场中由静止的加速电场中由静止开始加速，然后射入电势差为开始加速，然后射入电势差为U2U2的两块平行极板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

5、子能射出平行板区真空中，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的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角角 变大的是变大的是 （ ）A A、U1U1变大、变大、U2U2变大变大 B B、U1U1变小、变小、U2U2变大变大C C、U1U1变大、变大、U2U2变小变小 DD、U1U1变小、变小、U2U2变小变小例与练例与练20121mvqU 1202qUmvdmvleU202tan析与解析与解对加速过程由动能定理：对加速过程由动能定理：对偏转过程由偏转角正切公式：对偏转过程由偏转角正切公式：dUlU122与粒子的电量与粒子的电量q q、质量质量mm无

6、关无关dUlUy1224例与练例与练ydUlU1224与粒子的电量与粒子的电量q q、质量质量mm无关无关例与练例与练析与解析与解dmvqUly2022bcyy 而bcvv000vlt 又bayy ball 而bavv00qEyWEkkckbkaEEEbctt 221aty 又batt 例与练例与练dmvqUly2022dmvqUl20tantanyx dmvqUldmvqUl2020222lx1010、如下图，有一电子、如下图，有一电子( (电量为电量为e e、质量为、质量为m)m)经电压经电压U0U0加速后，沿平行金属板加速后，沿平行金属板A A、B B中心中心线进入两板，线进入两板，A

7、A、B B板间距为板间距为d d、长度为、长度为L L， A A、B B板间电压为板间电压为U U，屏，屏CDCD足够大，距离足够大，距离A A、B B板右边缘板右边缘2L2L，ABAB板的中心线过屏板的中心线过屏CDCD的中的中心且与屏心且与屏CDCD垂直。试求电子束打在屏上的垂直。试求电子束打在屏上的位置到屏中心间的距离。位置到屏中心间的距离。 例与练例与练析与解析与解电子离开电场，就好象从中点沿直线离开的：电子离开电场，就好象从中点沿直线离开的：tan)22(llydUUl0245 y对加速过程由动能定理：对加速过程由动能定理：20021mveU 0202eUmvdUUl02tan111

8、1、质量为、质量为1 110-25kg10-25kg、电量为、电量为1 110-10-16C16C的带电粒子以的带电粒子以2 2106m/s106m/s速度从水平速度从水平放置的平行金属板放置的平行金属板A A、B B中央沿水平方向飞中央沿水平方向飞入板间，如下图。已知板长入板间，如下图。已知板长L L10cm10cm，间距，间距d d2cm2cm，当，当ABAB间电压在间电压在 范围范围内时，此带电粒子能从板间飞出。内时，此带电粒子能从板间飞出。例与练例与练v0+ + + + + - - - - - v0+ + + + + - - - - - 2d2/ ltanlddmvqUl202220q

9、ldmvU V160析与解析与解对偏转过程由偏转角正切公式：对偏转过程由偏转角正切公式：2/2/ld或对偏转过程由侧移公式：或对偏转过程由侧移公式：ydmvqUl20222d2220qldmvU V160三、示波管的原理三、示波管的原理产生高速飞产生高速飞行的电子束行的电子束待显示的待显示的电压信号电压信号锯齿形扫锯齿形扫描电压描电压使电子沿使电子沿Y Y方向偏移方向偏移使电子沿使电子沿x x方向偏移方向偏移三、示波管的原理三、示波管的原理1 1、如果在电极、如果在电极XXXX之间不加电压，而在之间不加电压，而在YYYY之间加不变电压，使之间加不变电压，使Y Y的电势比的电势比YY高，电子高，

10、电子将打在荧光屏的什么位置？将打在荧光屏的什么位置？电子沿电子沿Y Y方方向向上偏移向向上偏移三、示波管的原理三、示波管的原理1 1、如果在电极、如果在电极XXXX之间不加电压，而在之间不加电压，而在YYYY之间加不变电压，使之间加不变电压，使YY的电势比的电势比Y Y高，电子高，电子将打在荧光屏的什么位置？将打在荧光屏的什么位置？电子沿电子沿Y Y方方向向下偏移向向下偏移三、示波管的原理三、示波管的原理1 1、如果在电极、如果在电极XXXX之间不加电压，但在之间不加电压，但在YYYY之间加不变电压，使之间加不变电压，使Y Y的电势比的电势比YY高，电子高，电子将打在荧光屏的什么位置？将打在荧

11、光屏的什么位置？ 如果在电极如果在电极 YYYY之间不加电压，但在之间不加电压，但在XXXX之间加不变电压，使之间加不变电压，使X X的电势比的电势比XX高，电高，电子将打在荧光屏的什么位置？子将打在荧光屏的什么位置？电子沿电子沿X X方方向向里偏移向向里偏移三、示波管的原理三、示波管的原理1 1、如果在电极、如果在电极XXXX之间不加电压，但在之间不加电压，但在YYYY之间加不变电压，使之间加不变电压，使Y Y的电势比的电势比YY高，电子高，电子将打在荧光屏的什么位置？将打在荧光屏的什么位置？ 如果在电极如果在电极 YYYY之间不加电压，但在之间不加电压，但在XXXX之间加不变电压，使之间加

12、不变电压，使XX的电势比的电势比X X高，电高，电子将打在荧光屏的什么位置？子将打在荧光屏的什么位置？电子沿电子沿X X方方向向外偏移向向外偏移三、示波管的原理三、示波管的原理2 2、如果在电极、如果在电极XXXX之间不加电压，但在之间不加电压，但在YYYY之间加如图所示的交变电压，在荧光屏上会之间加如图所示的交变电压，在荧光屏上会看到什么图形？看到什么图形？0tt10tt1电子沿电子沿Y Y方向向上偏移方向向上偏移三、示波管的原理三、示波管的原理2 2、如果在电极、如果在电极XXXX之间不加电压，但在之间不加电压，但在YYYY之间加如图所示的交变电压，在荧光屏上会之间加如图所示的交变电压，在

13、荧光屏上会看到什么图形？看到什么图形？t1tt2t1tt2电子沿电子沿Y Y方方向向下偏移向向下偏移三、示波管的原理三、示波管的原理3 3、如果在、如果在YYYY之间加如图所示的交变电压，之间加如图所示的交变电压，同时在同时在XXXX之间加不变电压，使之间加不变电压，使X X的电势比的电势比XX高，在荧光屏上会看到什么图形？高，在荧光屏上会看到什么图形？0tt10tt1电子沿电子沿Y Y方向向上偏，沿方向向上偏，沿X X方向向里偏方向向里偏三、示波管的原理三、示波管的原理3 3、如果在、如果在YYYY之间加如图所示的交变电压，之间加如图所示的交变电压，同时在同时在XXXX之间加不变电压，使之间

14、加不变电压，使X X的电势比的电势比XX高，在荧光屏上会看到什么图形？高，在荧光屏上会看到什么图形？t1tt2t1tt2电子沿电子沿Y Y方向向下偏，方向向下偏，沿沿X X方向向里偏方向向里偏三、示波管的原理三、示波管的原理3 3、如果在、如果在YYYY之间加如图所示的交变电压，之间加如图所示的交变电压，同时在同时在XXXX之间加不变电压，使之间加不变电压，使XX的电势的电势比比X X高，在荧光屏上会看到什么图形？高，在荧光屏上会看到什么图形？电子沿电子沿Y Y方向向方向向上向下偏，沿上向下偏，沿X X方向向外偏方向向外偏三、示波管的原理三、示波管的原理4 4、如果在、如果在YYYY之间加如图

15、所示的交变电压，之间加如图所示的交变电压，同时在同时在XXXX之间加锯齿形扫描电压，在荧之间加锯齿形扫描电压，在荧光屏上会看到什么图形？光屏上会看到什么图形？XYOA B CD E FA B CD E FABOCt1DEFt21212、如图所示的示波管，如果在、如图所示的示波管，如果在YYYY之间加如图之间加如图所示的交变电压，同时在所示的交变电压，同时在XXXX之间加如图所示的之间加如图所示的锯齿形电压，使锯齿形电压，使X X的电势比的电势比XX高，在荧光屏上会高，在荧光屏上会看到什么图形？看到什么图形？例与练例与练UxtOt1t21313、如图所示的示波管，如果在、如图所示的示波管，如果在

16、YYYY之间加如图之间加如图所示的交变电压，同时在所示的交变电压，同时在XXXX之间加如图所示的之间加如图所示的锯齿形电压，使锯齿形电压，使X X的电势比的电势比XX高，在荧光屏上会高，在荧光屏上会看到什么图形？看到什么图形？例与练例与练UxtOt1t2XYO0tt10tt1t1tt2t1tt21414、真空室中电极、真空室中电极K K发出电子初速不计），经过发出电子初速不计），经过电压为电压为U1U1的加速电场后，由小孔的加速电场后，由小孔S S沿水平金属板沿水平金属板A A、B B间的中心线射入板中，板长间的中心线射入板中，板长L L，相距为，相距为d d，在两板，在两板间加上如图乙所示的正弦交变电压，前半个周期内间加上如图乙所示的正弦交变电压，前半个周期内B B板的电势高于板的电势高于A A板的电势，已知电子的质量为板的电势，已知电子的质量为mm，带电量为带电量为e e，不计电子重力，求：，不计电子重