1.9带电粒子在电场中的运动课件-高二上学期物理教科版

带电粒子在电场中的运动课堂导入

现代医学中，常使用医用粒子直线加速器产生的高速粒子轰击癌细胞，以治疗癌症，其工作原理有两种：思考：电子在加速器中是受到什么力而加速的？（2）“电子束放射疗法”：用被加速的电子轰击重金属靶，产生放射线用于医学治疗。（1）“质子放射疗法”：先将质子加速到具有较高的能量，再使其攻击肿瘤，杀死癌细胞。带电粒子的加速PART01带电粒子如电子，质子，

粒子，正负离子等。除非有特殊说明或明确的暗示以外，一般都不考虑重力。如带电小球、液滴、尘埃等。除非有特殊说明或明确的暗示以外，一般都考虑重力。ABUdE+Fv如图，一个质量为m、带正电荷q的粒子，只在静电力的作用下由静止开始从正极板A向负极板B运动。试计算粒子到达负极板时的速度？方法一：动力学观点：

主要用牛顿运动定律和匀变速直线运动的规律方法二：能量观点：

——利用动能定理总结：粒子加速后的速度只与加速电压有关。ABUdE+Fv思考：若两极板间不是匀强电场，该用何种方法求解？若粒子的初速度为零,则:若粒子的初速度不为零,则:能量观点——动能定理学以致用

与q成正比

DB

例2、炽热的金属丝可以发射电子。在金属丝和金属板之间加以电压U=2500V，发射出的电子在真空中加速后，从金属板的小孔穿出。电子穿出时的速度有多大？设电子刚离开金属丝时的速度为零。解：由动能定理代入数据得：例3、如图所示，M、N是在真空中竖直放置的两块平行金属板，质量为m、电量为+q的带电粒子，以极小的初速度由小孔进入电场，当M、N间电压为U时，粒子到达N板的速度为v，如果要使这个带电粒子到达N板的速度为2v

，则下述方法能满足要求的是（）

A、使M、N间电压增加为2U

B、使M、N间电压增加为4U

C、使M、N间电压不变，距离减半

D、使M、N间电压不变，距离加倍MNUd+v与电压平方根成正比B带电粒子在电场中的偏转PART02如图，一带电粒子以垂直匀强电场的场强方向以初速度v0

射入电场，若不计粒子的重力，带电粒子将做什么运动？1.受力分析：仅受竖直向下的电场力做类平抛运动2.运动分析：v0q、mLd----------+++++++++U++垂直电场方向：匀速直线运动沿电场方向：初速度为零的匀加速直线运动Ld+-------------

+++++++++++

Uv0q、mF+vv0vyyθ偏转角（偏向角）偏移距离（侧移距离或侧移量）如图，粒子以初速度v0射入电场，求射出电场时沿垂直于板面方向偏移的距离y和速度偏转的角度θ。Ld--------+++++++++Uv0q、m++vyθvv0y1.飞行时间：2.加速度：3.竖直分速度：4.竖直分位移：5.速度偏转角：课堂导入

加速度：

时间：

速度：

思考1：α与θ哪个大？有何定量关系？OMN)θ

偏转角：

侧移：

加速度：

时间：

速度：

思考2：粒子射出时，其速度反向延长线与初速度方向交于一点，此点是否为中点？

偏转角：

侧移：

OMN)θ中点？1.初速度相同的带电粒子，无论m、q是否相同，只要q/m相同，则偏转距离y和偏转角度θ都相同。(即轨迹重合)当偏转电场的U、L、d一定：Ld----------+++++++++Uv0q、m++vyθvv0y2.初动能相同的带电粒子，只要q相同，无论m是否相同，则偏转距离y和偏转角度θ都相同。(即轨迹重合)推论【例题1】如图所示,相距为d长度为l的平行板AB加上电压后,可在A、B之间的空间中产生电场,在A、B左端距AB等距离处的O点,有一电量为+q质量为m的粒子以初速度V0沿水平方向(与A、B板平行)射入.不计重力,要使此粒子能从C处射出,则A、B间的电压应为()A.B.

C.D.AVo+++++++++++++-------------dABOC【例题2】一电子（电荷量大小为e，质量为m）由静止释放，经U1的加速电压加速后，沿平行于板面方向进入匀强电场。如图所示，两板相距为d，板长为l，极板间的电压为U2。电子射出偏转电场时速度偏转角为θ，偏移的距离为y。则下列选项正确的是（）A．偏转电场中电场线竖直向上 B．加速电场中左极板电势较低C．

D．【正确答案】BC【例题3】（多选）如图所示，三个α粒子在同一地点沿同一方向垂直飞入偏转电场，出现了如图所示的运动轨迹，由此可判断（

）A．在B飞离电场的同时，A刚好打在负极板上B．B和C同时飞离电场C．进入电场时，C的速度最大，A的速度最小D．动能的增加值C最小，A和B一样大ACD示波管的构造及原理PART03加速电压

电子枪偏转电极亮斑荧光屏

电子枪产生高速飞行的电子束

加速电压

两端加待显示的电压信号，使电子沿Y方向偏移

锯齿形扫描电压，使电子沿X方向偏移示波管的构造及原理亮斑YY’XX’-+--+-若金属平行板水平放置，电子将在竖直方向发生偏转。若金属平行板竖直放置，电子将在水平方向发生偏转。偏转电极的不同放置方式如果电子在电场中既加速又偏转会怎样呢？如果在电极

XXˊ之间不加电压，而在YYˊ之间也不加电压，电子将打在荧光屏的什么位置？-+XˊXˊXXYYˊYˊY电子枪偏转电极荧光屏加速电压

电子枪偏转电极荧光屏

亮斑

加速电压

电子枪偏转电极荧光屏

亮斑

加速电压

电子枪偏转电极荧光屏

亮斑

加速电压

电子枪偏转电极荧光屏

亮斑

加速电压

电子枪偏转电极荧光屏

锯齿形扫描电压亮线

如果在XXˊ之间不加电压，而在YYˊ

之间加按图示的规律变化的电压，在荧光屏会看到的什么样的图形？XˊXYYˊUYtO

亮线

如果YY´上接的待测信号电压是周期性的，且周期与扫描电压周期相同，则荧光屏上会显示待测信号在一个周期内变化的稳定图像

例1：如图所示的示波管，如果在YY´之间加如图所示的交变电压，同时在XX´之间加如图所示的锯齿形电压，使X的电势比X´高，在荧光屏上会看到什么图