帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)的偏轉(zhuǎn)

帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)的偏轉(zhuǎn)第一頁，共十一頁，編輯于2023年，星期日帶電粒子的偏轉(zhuǎn)v0ld++++++-------qφvv0v⊥φyl/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——?jiǎng)蛩僦本€運(yùn)動(dòng)沿電場(chǎng)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.偏角第二頁，共十一頁，編輯于2023年，星期日對(duì)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(chǎng)加速電壓加速后進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),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(chǎng)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(chǎng)邊緣距離為x,則粒子從偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中射出時(shí),好像從極板間l/2處沿直線射出似的第三頁，共十一頁，編輯于2023年，星期日求帶電粒子離開電場(chǎng)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)速度合成求解第四頁，共十一頁，編輯于2023年，星期日鞏固提高[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(chǎng)加速，然后在同一偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)里偏轉(zhuǎn)，它們是否會(huì)分為三股？請(qǐng)說明理由。答案：不會(huì)分為三股。第五頁，共十一頁，編輯于2023年，星期日比較離子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)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φ射出如果φ不相同會(huì)分為三股如果φ

相同不會(huì)分為三股第六頁，共十一頁，編輯于2023年，星期日[例2].在光滑水平面上有一質(zhì)量m=1.0╳10-3kg，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(chǎng)強(qiáng)大小E=2.0╳106V/m的勻強(qiáng)電場(chǎng)，使小球開始運(yùn)動(dòng).經(jīng)過1.0s，所加勻強(qiáng)電場(chǎng)突然變?yōu)檠貀軸正方向，大小仍為E=2.0╳106V/m.再經(jīng)過1.0s，所加電場(chǎng)又突然變?yōu)榱硪粋€(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)，使小球在此電場(chǎng)作用下經(jīng)1.0s速度變?yōu)榱?，求此電?chǎng)的方向及速度變?yōu)榱銜r(shí)小球的位置.第七頁，共十一頁，編輯于2023年，星期日分析：帶電粒子在沿X方向的電場(chǎng)力作用下，沿X方向作勻加速直線運(yùn)動(dòng)；接著在Y方向的電場(chǎng)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?chǎng)后，作減速運(yùn)動(dòng)1.0秒后速度為零.OYX第八頁，共十一頁，編輯于2023年，星期日解:第一秒小球運(yùn)動(dòng)加速度為a=qE/m=0.2m/s21s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ΔX2=VXt=0.2m沿方向移動(dòng)的距離為Δy=1/2at2=0.1m故在第2秒末,小球到達(dá)的位置坐標(biāo)為X2=x1+Δx2=0.30my2=Δy=0.10m第九頁，共十一頁，編輯于2023年，星期日在第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(chǎng)的方向必須與此方向相反,即指向第三象限,與x軸成2250角.第十頁，共十一頁，編輯于2023年，星期日在第3秒內(nèi),設(shè)在電場(chǎng)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