《带电立子在电场中的运动.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《带电立子在电场中的运动.ppt（22页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、带电粒子在电场中的运动,知识要点: (1)带电粒子在电场中的加速运动 (2)带电粒子在电场中的偏转运动 (3)带电粒子在电场中的运动是一个结合电场力,电势能的问题,研究方法与动力学相同,主要从带电粒子受力产生加速度及能量转化两条线索去分析,示波管:带电粒子加速与偏转的结合,加速电极,一.带电粒子的加速,(1)带电粒子在匀场电场中的加速(2)带电粒子在非匀场电场中的加速,如图，真空中有一对平行金属板，两板间电势差为U。若一个质量为m，带电量为q 的粒子，在静电力的作用下由静止开始运动，求粒子到达另一板时的速度。,1.用牛顿运动定律分析该问题,2.用动能定理分析该问题,3.这一过程中能量如何转化,
2、4.若电场是非匀强电场，应如何分析,F,1.用牛顿运动定律分析该问题,（1）以 _ 为研究对象。,带电粒子,( 2 )该粒子在电场力作用下，是做曲线运动还是做直线运动？,(3)在匀强电场中，F=qE为恒力。由牛顿第二定律得,由运动学公式vt2-v02=2ax得,直线运动,2.用动能定理分析该问题,在带电粒子的运动过程中，静电力对它做的功是,设带电粒子到达另一个极板时的速率为v ,其动能为,由动能定理,可得,3.这一过程中能量如何转化？,该过程电场力做功，电势能转化为粒子的动能。,4.若电场是非匀强电场，应如何分析？,若电场是非匀强电场，电场力则是变力，牛顿运动定律不适用，动能定理仍可使用。,二
3、.带电粒子的偏转,讨论:带电粒子在匀场电场中的偏转,v0,如图，现有一质量为m，带电量为 q的粒子，以速度 v0 且垂直于场强的方向射入两板间。,1.该粒子在电场中做直线运动还是曲线运动？,2.如何求粒子在板间的运动时间？,3.如何求粒子射出板间时偏转的距离y？,4.如何求粒子射出板间时偏转的角度？,5.如何求粒子射出板间时速度的大小？,1.该粒子在电场中做直线运动还是曲线运动？,v0,F,粒子沿速度的方向上是匀速直线运动；垂直于速度的方向上是初速度为0的匀加速直线运动。,曲线运动,2.如何求粒子在板间的运动时间？,v0,由于粒子在平行于板面的方向上做匀速直线运动，所以由l=v0t得,v0,3
4、.如何求粒子射出板间时偏移的距离y？,粒子在垂直于板面的方向上受到恒定的电场力作用。,加速度为,粒子射出板间时偏移的距离为,4.如何求粒子射出板间时偏转的角度？,偏转的角度,5.如何求粒子射出板间时速度的大小？,粒子射出板间时速度的大小,三.应用1、让质子、氘核、氚核的混合物沿着与电场垂直的方向进入匀强电场后偏转，要使它们最后偏转角相同，这些粒子必须具有相同的、初速度、动能、动量、质量,、如图，一个质量为m、带电量为q的粒子，由静止开始，先经过电压为U1电场加速后，再垂直射入一匀强电场中，已知金属板长为l、间距为d,两板间电压为U2,求粒子射出时偏移的距离和偏转的角度。,解：加速过程使粒子获得
5、速度为v0,由动能定理得,偏转过程经历的时间,偏转加速度,偏移的距离,偏转的角度,1.偏转的距离和偏转的角度都仅由加速电场和偏转电场的情况决定，与带电粒子的电量、质量无关。,2.要增大偏转的距离和偏转的角度可采取的措施有：减小加速电压或增大偏转电压等。,本题小结:,3.示波器就是根据这一原理制成的。,1、如图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，以初速度V0由小孔进入电场，当M、N间电压为U时，粒子刚好能到达N板；如果要使这个带电粒子能够到达M、N两板间距的1/2处返回，则下述方法能满足要求的是：（ ）,B,A、使初速度减半B、使M、N间电压加倍；C、使M、N间电压提高4倍；D、使初速度和M、N间的电压都加倍。,2、如图所示，从灯丝发射的电子经电压为U1的加速电场加速后，进入偏转电场U2，若要使电子在电场中的偏转量增大为原来的2倍，可供选用的方法是（ ）,ABD,A、使U1减为原来的1/2；B、使U2增大为原来的2倍,C、使偏转电极板的长度L增大为原来的2倍;,D、使偏转电极板的距离减小为原来的1/2。,