帶電粒子在電場(chǎng)中的加速和偏轉(zhuǎn)ppt課件

1、第九節(jié)第九節(jié) 帶電粒子在電場(chǎng)中的帶電粒子在電場(chǎng)中的 加速和偏轉(zhuǎn)加速和偏轉(zhuǎn) 1;.2問題問題1：帶電粒子只受電場(chǎng)力在電場(chǎng)中可能做什么運(yùn)動(dòng)？條件是什么？：帶電粒子只受電場(chǎng)力在電場(chǎng)中可能做什么運(yùn)動(dòng)？條件是什么？ 勻速直線運(yùn)動(dòng)勻速直線運(yùn)動(dòng)勻變速直線運(yùn)動(dòng)勻變速直線運(yùn)動(dòng)勻變速曲線運(yùn)動(dòng)（含類平拋運(yùn)動(dòng)）勻變速曲線運(yùn)動(dòng)（含類平拋運(yùn)動(dòng)）勻速圓周運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)非勻變速曲線運(yùn)動(dòng)非勻變速曲線運(yùn)動(dòng)3一加速一加速: 1在勻強(qiáng)場(chǎng)中加速：在勻強(qiáng)場(chǎng)中加速：例例1.真空真空,兩極板兩極板AB，電壓，電壓U，板距，板距d， 粒子：粒子：m、+q、V0=0 求求Vt？+ABU+-F如圖，不計(jì)重力如圖，不計(jì)重力法（一）運(yùn)動(dòng)和力的觀點(diǎn)法

2、（一）運(yùn)動(dòng)和力的觀點(diǎn)adVt22mqEa dUE mqUtV2法（二）能量法（二）能量動(dòng)能定理動(dòng)能定理： KEW0221tmVqU 或能量守恒或能量守恒：0221tmVqU 增減電KE42非勻強(qiáng)場(chǎng)：非勻強(qiáng)場(chǎng)：AB+qFAB電壓電壓U， 求求Vt？ 動(dòng)能定理：動(dòng)能定理：0221tmVqU 結(jié)論：無論是否勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)力的功取決于結(jié)論：無論是否勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)力的功取決于qU。）5例例2已知如圖，燈絲熱發(fā)射電子，電源電壓已知如圖，燈絲熱發(fā)射電子，電源電壓U、U/.試說明電子在三個(gè)空間的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)試說明電子在三個(gè)空間的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)當(dāng)當(dāng)UU/.時(shí)，電流計(jì)中有無電流？時(shí)，電流計(jì)中有無電流？ UU/.時(shí)，電流計(jì)中

3、有無電流？時(shí)，電流計(jì)中有無電流？ A G B U U/ C解：解：變加速，勻速，勻減速。變加速，勻速，勻減速。 由動(dòng)能定理：由動(dòng)能定理： UU/.時(shí)，有時(shí)，有0/KEeUeU粒子不能到粒子不能到C板。板。 U U/.時(shí)時(shí), 0/KEeUeU粒子能到粒子能到C板。表中有點(diǎn)流。板。表中有點(diǎn)流。 678二偏轉(zhuǎn)二偏轉(zhuǎn) (不計(jì)重力不計(jì)重力)V0如圖：設(shè)加速電壓如圖：設(shè)加速電壓U；偏轉(zhuǎn)電壓；偏轉(zhuǎn)電壓U，板長，板長l，板間距離，板間距離d；帶電粒子；帶電粒子+，初速為，初速為0。 U1 U2L進(jìn)入偏轉(zhuǎn)場(chǎng)類平拋；進(jìn)入偏轉(zhuǎn)場(chǎng)類平拋； F2Vt水平：勻直。水平：勻直。豎直：初速為豎直：初速為0，勻加速直線。，勻加

4、速直線。1加速：加速：02120mVqU1=F192偏轉(zhuǎn)：偏轉(zhuǎn)： U1 U2lVtF 加速度：加速度：mdqUmqEa2穿過偏轉(zhuǎn)場(chǎng)的時(shí)間：穿過偏轉(zhuǎn)場(chǎng)的時(shí)間：0Vlt 側(cè)位移：側(cè)位移：2 22 21 1a at ty yy2 2V Vl lm md dq qU U2 21 1) )( (0 02 2=K K0 02 22 24 4d dE El lq qU U=2 22 22 22 2d dP Pm ml lq qU U=1 12 22 21 12 22 24 4d dU Ul lU U4 4d dq qU UL Ll lq qU U 經(jīng)同一電場(chǎng)加速、進(jìn)入同一偏經(jīng)同一電場(chǎng)加速、進(jìn)入同一偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，

5、側(cè)位移與轉(zhuǎn)電場(chǎng)，側(cè)位移與q q、m m無關(guān)無關(guān)。10偏轉(zhuǎn)角：偏轉(zhuǎn)角：tg00VatVVy=12202022qdUlqUpqEmlEqElmvqElk2偏轉(zhuǎn)：偏轉(zhuǎn)： U1 U2LVtFyV0Vy 末速度：末速度：202VVVyt 速度的反向延長線與入射方向的交點(diǎn)的位置：速度的反向延長線與入射方向的交點(diǎn)的位置：比較比較：tan2Ly 或或2/tanLy 交交“水平位移水平位移”的中點(diǎn)。的中點(diǎn)。11應(yīng)用：陰極射線管應(yīng)用：陰極射線管12 打到屏上：打到屏上：y/=y+Stan（L/2+S）tan2偏轉(zhuǎn)：偏轉(zhuǎn)： U1 U2LVtFyV0VySy/偏轉(zhuǎn)過程中的動(dòng)能定理：偏轉(zhuǎn)過程中的動(dòng)能定理：若只對(duì)豎直方向

6、若只對(duì)豎直方向2022121mVmVtF電電yF電電yqUy 0212tmV F電電y1314示波管示波管+_15tU. . .16UXt. . .17. .18tU. .19UXt20UXttU212223242526組成：電子槍、偏轉(zhuǎn)電極、熒光屏。組成：電子槍、偏轉(zhuǎn)電極、熒光屏。問題問題1：如果想使電子束在屏上：如果想使電子束在屏上y軸方向上下運(yùn)動(dòng)，應(yīng)加什么樣的偏轉(zhuǎn)電壓軸方向上下運(yùn)動(dòng)，應(yīng)加什么樣的偏轉(zhuǎn)電壓Uy？1電子束豎直方向運(yùn)動(dòng)電子束豎直方向運(yùn)動(dòng)ydULUUyy124電子束隨電子束隨Uy的變化成正比變化。的變化成正比變化。 問題問題2：若：若Uy=Umsint，則電子束如何運(yùn)動(dòng)？，則電子束如何運(yùn)動(dòng)？tUy三三.示波管原理示波管原理 U1 U2LVtFySy/XY27XyTx=Ty,2電子束水平方向運(yùn)動(dòng)電子束水平方向運(yùn)動(dòng)Xy問題問題3：要使電子束在：要使電子束在x軸上自左至右勻速運(yùn)動(dòng)，應(yīng)加什么樣軸上自左至右勻速運(yùn)動(dòng)，應(yīng)加什么樣的電壓？的電壓？xdULUUxx124同理：同理： 且且Uxt可得可得x