選修-：帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)ppt課件

1、、動(dòng)力學(xué)方法：、動(dòng)力學(xué)方法： 一、帶電粒子在電場中的加速一、帶電粒子在電場中的加速A AB BU Ud dE E+F Fv由牛頓第二定律：由牛頓第二定律：mFa mqEmdqU由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式：由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式：adv202adv2mqU2mqUv2初速度不初速度不為零呢？為零呢？只適用于只適用于勻強(qiáng)電場勻強(qiáng)電場2 2、動(dòng)能定理：、動(dòng)能定理： A AB BU Ud dE E+v由動(dòng)能定理：由動(dòng)能定理：0212mvWqUW 又221mvqU mqUv2也適用于非也適用于非勻強(qiáng)電場勻強(qiáng)電場一、帶電粒子在電場中的加速一、帶電粒子在電場中的加速例與練例與練mqUv2qUmvEk221與電量成正比與電量成正比與

2、比荷平方與比荷平方根成正比根成正比例與練例與練MMN NU Ud d+mqUv2v與電壓平方與電壓平方根成正比根成正比例與練例與練A A-v0B BABABqUW2022121mvmvWAB202vmqUvABsm/10232022121mvmvqUABq為負(fù)為負(fù)二、帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的偏轉(zhuǎn)二、帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的偏轉(zhuǎn) ld+- - - - - - - - - - - + + + + + + + + + Uv0q、m二、帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的偏轉(zhuǎn)二、帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的偏轉(zhuǎn) ld+- - - - - - - - - - - + + + + + + + + +Uv0q、mF+vv0vyy偏

3、轉(zhuǎn)角偏轉(zhuǎn)角側(cè)移側(cè)移二、帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的偏轉(zhuǎn)二、帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的偏轉(zhuǎn)mFa mqEmdqU0vlt 221aty dmvqUl2022類平拋運(yùn)動(dòng)類平拋運(yùn)動(dòng)與粒子比荷與粒子比荷q/mq/m成正比成正比與粒子初速度與粒子初速度v0v0平方成反比平方成反比與電場的屬性與電場的屬性U U、l l、d d有關(guān)有關(guān)二、帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的偏轉(zhuǎn)二、帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的偏轉(zhuǎn)mFa mqEmdqU0vlt atvydmvqUl0與粒子比荷與粒子比荷q/mq/m成正比成正比與粒子初速度與粒子初速度v0v0平方成反比平方成反比與電場的屬性與電場的屬性U U、l l、d d有關(guān)有關(guān)0tanvvydmvq

4、Ul20類平拋運(yùn)動(dòng)類平拋運(yùn)動(dòng)例與練例與練dmvqUl20tan偏轉(zhuǎn)角正切與偏轉(zhuǎn)角正切與比荷成正比比荷成正比偏轉(zhuǎn)角正切與偏轉(zhuǎn)角正切與初動(dòng)能成反比初動(dòng)能成反比偏轉(zhuǎn)角正切與偏轉(zhuǎn)角正切與電壓成正比電壓成正比例與練例與練tandmvqUl20dmvqUly2022與電量成正比與電量成正比與電量成正比與電量成正比6 6、如圖，電子在電勢差為、如圖，電子在電勢差為U1U1的加速電場中由靜止的加速電場中由靜止開始加速，然后射入電勢差為開始加速，然后射入電勢差為U2U2的兩塊平行極板的兩塊平行極板間的電場中，入射方向跟極板平行。整個(gè)裝置處在間的電場中，入射方向跟極板平行。整個(gè)裝置處在真空中，重力可忽略。在滿足電

5、子能射出平行板區(qū)真空中，重力可忽略。在滿足電子能射出平行板區(qū)的條件下，下述四種情況中，一定能使電子的偏轉(zhuǎn)的條件下，下述四種情況中，一定能使電子的偏轉(zhuǎn)角角 變大的是變大的是 （ ）A A、U1U1變大、變大、U2U2變大變大 B B、U1U1變小、變小、U2U2變大變大C C、U1U1變大、變大、U2U2變小變小 DD、U1U1變小、變小、U2U2變小變小例與練例與練20121mvqU 1202qUmvdmvleU202tan析與解析與解對加速過程由動(dòng)能定理：對加速過程由動(dòng)能定理：對偏轉(zhuǎn)過程由偏轉(zhuǎn)角正切公式：對偏轉(zhuǎn)過程由偏轉(zhuǎn)角正切公式：dUlU122與粒子的電量與粒子的電量q q、質(zhì)量質(zhì)量mm無

6、關(guān)無關(guān)dUlUy1224例與練例與練ydUlU1224與粒子的電量與粒子的電量q q、質(zhì)量質(zhì)量mm無關(guān)無關(guān)例與練例與練析與解析與解dmvqUly2022bcyy 而bcvv000vlt 又bayy ball 而bavv00qEyWEkkckbkaEEEbctt 221aty 又batt 例與練例與練dmvqUly2022dmvqUl20tantanyx dmvqUldmvqUl2020222lx1010、如下圖，有一電子、如下圖，有一電子( (電量為電量為e e、質(zhì)量為、質(zhì)量為m)m)經(jīng)電壓經(jīng)電壓U0U0加速后，沿平行金屬板加速后，沿平行金屬板A A、B B中心中心線進(jìn)入兩板，線進(jìn)入兩板，A

7、A、B B板間距為板間距為d d、長度為、長度為L L， A A、B B板間電壓為板間電壓為U U，屏，屏CDCD足夠大，距離足夠大，距離A A、B B板右邊緣板右邊緣2L2L，ABAB板的中心線過屏板的中心線過屏CDCD的中的中心且與屏心且與屏CDCD垂直。試求電子束打在屏上的垂直。試求電子束打在屏上的位置到屏中心間的距離。位置到屏中心間的距離。 例與練例與練析與解析與解電子離開電場，就好象從中點(diǎn)沿直線離開的：電子離開電場，就好象從中點(diǎn)沿直線離開的：tan)22(llydUUl0245 y對加速過程由動(dòng)能定理：對加速過程由動(dòng)能定理：20021mveU 0202eUmvdUUl02tan111

8、1、質(zhì)量為、質(zhì)量為1 110-25kg10-25kg、電量為、電量為1 110-10-16C16C的帶電粒子以的帶電粒子以2 2106m/s106m/s速度從水平速度從水平放置的平行金屬板放置的平行金屬板A A、B B中央沿水平方向飛中央沿水平方向飛入板間，如下圖。已知板長入板間，如下圖。已知板長L L10cm10cm，間距，間距d d2cm2cm，當(dāng)，當(dāng)ABAB間電壓在間電壓在 范圍范圍內(nèi)時(shí)，此帶電粒子能從板間飛出。內(nèi)時(shí)，此帶電粒子能從板間飛出。例與練例與練v0+ + + + + - - - - - v0+ + + + + - - - - - 2d2/ ltanlddmvqUl202220q

9、ldmvU V160析與解析與解對偏轉(zhuǎn)過程由偏轉(zhuǎn)角正切公式：對偏轉(zhuǎn)過程由偏轉(zhuǎn)角正切公式：2/2/ld或?qū)ζD(zhuǎn)過程由側(cè)移公式：或?qū)ζD(zhuǎn)過程由側(cè)移公式：ydmvqUl20222d2220qldmvU V160三、示波管的原理三、示波管的原理產(chǎn)生高速飛產(chǎn)生高速飛行的電子束行的電子束待顯示的待顯示的電壓信號電壓信號鋸齒形掃鋸齒形掃描電壓描電壓使電子沿使電子沿Y Y方向偏移方向偏移使電子沿使電子沿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、如果在電極、如果在電極XXXX之間不加電壓，而在之間不加電壓，而在YYYY之間加不變電壓，使之間加不變電壓，使Y Y的電勢比的電勢比YY高，電子高，

10、電子將打在熒光屏的什么位置？將打在熒光屏的什么位置？電子沿電子沿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、如果在電極、如果在電極XXXX之間不加電壓，而在之間不加電壓，而在YYYY之間加不變電壓，使之間加不變電壓，使YY的電勢比的電勢比Y Y高，電子高，電子將打在熒光屏的什么位置？將打在熒光屏的什么位置？電子沿電子沿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、如果在電極、如果在電極XXXX之間不加電壓，但在之間不加電壓，但在YYYY之間加不變電壓，使之間加不變電壓，使Y Y的電勢比的電勢比YY高，電子高，電子將打在熒光屏的什么位置？將打在熒

11、光屏的什么位置？ 如果在電極如果在電極 YYYY之間不加電壓，但在之間不加電壓，但在XXXX之間加不變電壓，使之間加不變電壓，使X X的電勢比的電勢比XX高，電高，電子將打在熒光屏的什么位置？子將打在熒光屏的什么位置？電子沿電子沿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、如果在電極、如果在電極XXXX之間不加電壓，但在之間不加電壓，但在YYYY之間加不變電壓，使之間加不變電壓，使Y Y的電勢比的電勢比YY高，電子高，電子將打在熒光屏的什么位置？將打在熒光屏的什么位置？ 如果在電極如果在電極 YYYY之間不加電壓，但在之間不加電壓，但在XXXX之間加不變電壓，使之間加

12、不變電壓，使XX的電勢比的電勢比X X高，電高，電子將打在熒光屏的什么位置？子將打在熒光屏的什么位置？電子沿電子沿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、如果在電極、如果在電極XXXX之間不加電壓，但在之間不加電壓，但在YYYY之間加如圖所示的交變電壓，在熒光屏上會之間加如圖所示的交變電壓，在熒光屏上會看到什么圖形？看到什么圖形？0tt10tt1電子沿電子沿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、如果在電極、如果在電極XXXX之間不加電壓，但在之間不加電壓，但在YYYY之間加如圖所示的交變電壓，在熒光屏上會之間加如圖所示的交變電壓，在

13、熒光屏上會看到什么圖形？看到什么圖形？t1tt2t1tt2電子沿電子沿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之間加如圖所示的交變電壓，之間加如圖所示的交變電壓，同時(shí)在同時(shí)在XXXX之間加不變電壓，使之間加不變電壓，使X X的電勢比的電勢比XX高，在熒光屏上會看到什么圖形？高，在熒光屏上會看到什么圖形？0tt10tt1電子沿電子沿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之間加如圖所示的交變電壓，之間加如圖所示的交變電壓，同時(shí)在同時(shí)在XXXX之間加不變電壓，使之間

14、加不變電壓，使X X的電勢比的電勢比XX高，在熒光屏上會看到什么圖形？高，在熒光屏上會看到什么圖形？t1tt2t1tt2電子沿電子沿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之間加如圖所示的交變電壓，之間加如圖所示的交變電壓，同時(shí)在同時(shí)在XXXX之間加不變電壓，使之間加不變電壓，使XX的電勢的電勢比比X X高，在熒光屏上會看到什么圖形？高，在熒光屏上會看到什么圖形？電子沿電子沿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之間加如圖

15、所示的交變電壓，之間加如圖所示的交變電壓，同時(shí)在同時(shí)在XXXX之間加鋸齒形掃描電壓，在熒之間加鋸齒形掃描電壓，在熒光屏上會看到什么圖形？光屏上會看到什么圖形？XYOA B CD E FA B CD E FABOCt1DEFt21212、如圖所示的示波管，如果在、如圖所示的示波管，如果在YYYY之間加如圖之間加如圖所示的交變電壓，同時(shí)在所示的交變電壓，同時(shí)在XXXX之間加如圖所示的之間加如圖所示的鋸齒形電壓，使鋸齒形電壓，使X X的電勢比的電勢比XX高，在熒光屏上會高，在熒光屏上會看到什么圖形？看到什么圖形？例與練例與練UxtOt1t21313、如圖所示的示波管，如果在、如圖所示的示波管，如果在

16、YYYY之間加如圖之間加如圖所示的交變電壓，同時(shí)在所示的交變電壓，同時(shí)在XXXX之間加如圖所示的之間加如圖所示的鋸齒形電壓，使鋸齒形電壓，使X X的電勢比的電勢比XX高，在熒光屏上會高，在熒光屏上會看到什么圖形？看到什么圖形？例與練例與練UxtOt1t2XYO0tt10tt1t1tt2t1tt21414、真空室中電極、真空室中電極K K發(fā)出電子初速不計(jì)），經(jīng)過發(fā)出電子初速不計(jì)），經(jīng)過電壓為電壓為U1U1的加速電場后，由小孔的加速電場后，由小孔S S沿水平金屬板沿水平金屬板A A、B B間的中心線射入板中，板長間的中心線射入板中，板長L L，相距為，相距為d d，在兩板，在兩板間加上如圖乙所示的正弦交變電壓，前半個(gè)周期內(nèi)間加上如圖乙所示的正弦交變電壓，前半個(gè)周期內(nèi)B B板的電勢高于板的電勢高于A A板的電勢，已知電子的質(zhì)量為板的電勢，已知電子的質(zhì)量為mm，帶電量為帶電量為e e，不計(jì)電子重力，求：，不計(jì)電子重