带电粒子在匀强电场中的运动课件

带电粒子在匀强电场中的运动本节课的学习目标：1、理解带电粒子在电场中的加速、偏转情况。2、运用所学知识，分析示波管的原理。幻灯片3预备知识：1.牛顿第二定律：物体的加速度跟物体所受的合外力F成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。表达式：F=ma2.动能定理：物体所受合外力(包括重力）对物体所做总功等于物体的动能的变化。

表达式：W=mv2/2-mv20/23.带电粒子在电场中受电场力大小：F=qE4.电场力做功：W=qU=qEd（匀强电场）5.电场强度和电压的关系：E=U/d（匀强电场）预备知识：牛顿第二定律：F=ma动能定理：W=mv2/2-mv20/2带电粒子在电场中受电场力大小：F=qE电场力做功：W=qU=qEd电场强度和电压的关系：E=U/d（匀强电场）幻灯片5处理带电粒子在电场中运动的一般思路①分析带电粒子的受力情况，尤其要注意是否应该考虑重力，电场力是否恒定等。按具体问题具体分析的原则：只有当带电粒子的重力远小于电场力时，重力才可以忽略不计，若带电粒子的重力跟电场力差不多时，就必须考虑重力了。一般：微观粒子比如电子、质子、离子等除了有说明或者明确暗示之外，一般都不考虑重力（但并不可以忽略质量）。带电微粒比如油滴、液滴、尘埃、小球等，除了有说明或者有明确暗示之外，一般都不可以忽略重力。②分析带电粒子的初始状态及条件，确定带电粒子作直线运动还是曲线运动。③建立正确的物理模型，确定解题途径是用动力学，或动能定理，或是两者结合使用。④利用物理规律或其他手段（如几何图形）找出各物理量间的关系，建立方程组。幻灯片8电荷在电场中会受到电场力的作用，因此在科学技术上常用电场来改变和控制带电粒子的运动。应用大致可分为两个方面：（1）利用电场使带电粒子加速。（2）利用电场使带电粒子偏转。

二、带电粒子在匀强电场中的偏转

条件：带电粒子以垂直场强的方向进入匀强电场。受力分析：带电粒子所受电场力大小方向不变，F电与V0垂直运动性质：类似于平抛运动.带电粒子的偏转v0++++++------y竖直方向：初速为零的匀加速直线运动U2水平方向：匀速直线运动水平方向：l竖直方向：d(-q,m)Fv0vφv⊥------v0++++++U2带电粒子穿出电场后的运动方向：V0、v⊥速度V的两个分速度。根据两分运动规律有：水平方向匀速运动，即v0大小方向都不变。竖直方向做初速为0的匀加速运动，所以有：U2通常叫做偏转电压偏转角xYV+V0+q、mFyv0vy-电压为U2带电粒子通过电场发生的偏转距离为：粒子离开电场时偏转角的正切值为幻灯片25三、示波管的原理下图我们常见的一种示波器，可用来观察电信号随时间的变化情况．荧光屏偏转电极电子枪真空玻璃管ABU0dABU0d示波管主要组成:电子枪、偏转电极和荧光屏，管内真空。示波器的作用：把被测电压信号转变为发光的图形。示波器的核心部件是示波管。对于确定的示波管e、l、m、d、v0、L都是一定的。所以荧光屏上亮斑的偏移的大小，跟加在偏转电极上的电压U2的大小成正比。所以我们可以用示波器来测量电压。水平方向：加扫描电压。out扫描周期为被测电压周期相同扫描周期为被测电压周期的1/2小结：利用电场可以使带电粒子加速或偏转．示波管是利用电场能使带电粒子偏转的原理制成的．荧光屏偏转电极电子枪真空玻璃管xYV+V0+q、mFyv0vy-电压为U2带电粒子通过电场发生的偏转距离为：粒子离开电场时偏转角的正切值为本节重点幻灯片24例二、两平行金属板间有匀强电场，不同的带电粒子都以垂直与电场线方向飞入该场，要使这些粒子经过电场后有相同大小的偏转角，则它们应具备的条件是(不计重力)A、有相同的动能和相同的比荷B、有相同的动量和相同的比荷C、有相同的速度和相同的比荷D、只要有相同的比荷就可以V0+,u2,—选C粒子离开电场时偏转角的正切值为V0Vy带电体的电荷量和质量的比值，叫做比荷，又称荷质比。即q/m解题思路：题目的要求与偏转角有关，则需要先求出该角度的某个函数表达式，从表达式中可以看出其与哪些物理量有关系。VF例题三．如图所示，有三个质量相等分别带正电、负电和不带电的小球，从平行板电场中的P点以相同的初速度垂直于电场方向进入电场，它们分别落到A、B、C三点，则可以断定：A落到A点的小球带正电，落到C点的小球带负电B．三小球在电场中运动时间相等C．三小球到达正极板的动能关系是D．三小球在电场中运动的加速度是E正电负电不带电水平方向：匀速直线运动竖直方向：初速为零的匀加速直线运动所以t负<t不<t正,即L负<L不<L正

选AF负>F不>F正a负>a不>a正例题五、如图所示，电子在电压为U1的加速电场中由静止开始运动，然后进入电压为U2的两块平行极板间的电场中，入射方向和极板平行．整个装置放在真空中，在满足电子能射出平行板区的条件下，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