帶電粒子在勻強(qiáng)電場的偏轉(zhuǎn)

1、帶電粒子在勻強(qiáng)電場的偏轉(zhuǎn)第1頁，共11頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)4分，星期三帶電粒子的偏轉(zhuǎn)v0 ld+-qvv0vyl/2F運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析 勻變速曲線運(yùn)動(dòng)（類平拋運(yùn)動(dòng)）分析方法沿初速度方向勻速直線運(yùn)動(dòng)沿電場線方向初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)1.加速度:2.飛行時(shí)間3.側(cè)移距離4.偏角第2頁，共11頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)4分，星期三對粒子偏角的討論1.若不同的粒子是從靜止經(jīng)過同一電場加速電壓加速后進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場,由動(dòng)能定理有偏角大小與粒子q,m無關(guān),即都相同2.將粒子飛出電場時(shí)的速度反向延長,交原運(yùn)動(dòng)方向于O點(diǎn),O點(diǎn)距電場邊緣距離為x,則粒子從偏轉(zhuǎn)電場中射出時(shí),好像從極板間l/2處沿直

2、線射出似的第3頁，共11頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)4分，星期三求帶電粒子離開電場時(shí)速度的大小。方法2:根據(jù)動(dòng)能定理求解方法1:根據(jù)速度合成求解第4頁，共11頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)4分，星期三鞏固提高例1.讓一價(jià)氫離子、一價(jià)氦離子和二價(jià)氦離子的混合物由靜止開始經(jīng)過同一加速電場加速，然后在同一偏轉(zhuǎn)電場里偏轉(zhuǎn)，它們是否會(huì)分為三股？請說明理由。答案：不會(huì)分為三股。第5頁，共11頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)4分，星期三比較離子在偏轉(zhuǎn)電場的側(cè)移距離y如果 y不相同如果 y 相同會(huì)分為三股不會(huì)分為三股比較離子是否以相同偏角 射出如果不相同會(huì)分為三股如果 相同不會(huì)分為三股第6頁，共11頁，

3、2022年，5月20日，5點(diǎn)4分，星期三 例2.在光滑水平面上有一質(zhì)量m=1.010 -3kg，電量q=1.0 10-10C的帶正電小球，靜止在O點(diǎn). 以O(shè)點(diǎn)為原點(diǎn)，在該水平面內(nèi)建立直角坐標(biāo)系Oxy. 現(xiàn)突然加一沿x軸正方向、場強(qiáng)大小E=2.0106 V/m的勻強(qiáng)電場，使小球開始運(yùn)動(dòng). 經(jīng)過1.0s，所加勻強(qiáng)電場突然變?yōu)檠貀軸正方向，大小仍為E=2.0106 V/m. 再經(jīng)過1.0s，所加電場又突然變?yōu)榱硪粋€(gè)勻強(qiáng)電場，使小球在此電場作用下經(jīng)1.0s 速度變?yōu)榱?，求此電場的方向及速度變?yōu)榱銜r(shí)小球的位置.第7頁，共11頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)4分，星期三分析：帶電粒子在沿X方向的電場力作用

4、下，沿X方向作勻加速直線運(yùn)動(dòng)；接著在Y方向的電場力的作用下，作類平拋運(yùn)動(dòng)；最后加上 一個(gè)適當(dāng)?shù)碾妶龊螅鳒p速運(yùn)動(dòng)1.0秒后速度為零.OYX第8頁，共11頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)4分，星期三解:第一秒小球運(yùn)動(dòng)加速度為 a=qE/m=0.2m/s2 1s末小球的速度和位移分別為 vx=at=0.2m/s, X1=1/2at2=0.1m.在第2秒內(nèi),小球在X方向作速度為vx的勻速運(yùn)動(dòng),在Y方向作初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng).沿X方向移動(dòng)的距離為 X2=VXt=0.2m 沿方向移動(dòng)的距離為 y=1/2at2=0.1m故在第2秒末,小球到達(dá)的位置坐標(biāo)為X2=x1+x2=0.30m y2=y=0.10m第9頁，共11頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)4分，星期三在第2秒末,小球在x方向的分速度仍為vx,在y方向的的分速度為 vy=at=0.20m/s,故此時(shí)物體的合速度方向與x軸成450,要使小球的速度變?yōu)榱?第3秒內(nèi)所加勻強(qiáng)電場的方向必須與此方向相反,即指向第三象限,與x軸成2250角.第10頁，共11頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)4分，星期三在第3秒內(nèi),設(shè)在電場作用下小球加速度的x分量的y分量分別為ax,ay,則ax=vx/t=0.20m/s2ay=vy/t=0.20m/s2在第3秒末小球到達(dá)的位置坐