物理課件：《帶電粒子在電場中的運動》課件

帶電粒子在電場中的運動電子在加速器是受到什么力的作用而加速的呢？+-電場力勻強電場電場力做功適用于任何電場3.某些帶電體是否考慮重力，要根據題目暗示或運動狀態(tài)來判定。1.帶電的基本粒子：如電子，質子，α粒子，正負離子等。這些粒子所受重力和電場力相比小得多，除非有說明或明確的暗示以外，一般都不考慮重力。（但并不能忽略質量）。2.帶電微粒：如帶電小球、液滴、塵埃等。除非有說明或明確的暗示以外，一般都考慮重力。電場中的帶電粒子一般可分為兩類：解：+例題1：粒子質量為，帶電量為，極板間距為，電壓為，求粒子到達右側極板時的速度。勻強電場：位移：根據：得：方法一：運動學方法二：動能定理電場力做功：得：復雜，且只適用于勻強電場簡單，適用于任何電場一、帶電粒子的加速例題2：兩平行金屬板相距為，電勢差為，一電子質量為，電荷量為，從點沿垂直于極板的方向射出，最遠到達點，然后返回，如圖所示，，求此電子具有的初動能。而解：從O到A電場力對電子做功注意：求電場力做功時，電勢差應該為初末位置的電勢差一、帶電粒子的加速二、帶電粒子的偏轉+例題：如圖，兩個相同極板的長度為，相距，極板間的電壓為。一個電子沿平行于板面的方向以速度射入電場中，求電子射出電場時沿垂直于板面方向偏移的距離和速度的偏轉角。+例題：如圖，兩個相同極板的長度為，相距，極板間的電壓為。一個電子沿平行于板面的方向以速度射入電場中，求電子射出電場時沿垂直于板面方向偏移的距離和速度的偏轉角。速度方向與受力方向不共線勻變速曲線運動受力為恒力將運動分解平行于極板方向：垂直于極板方向：類平拋運動勻速直線初速度為0的勻加速直線二、帶電粒子的偏轉平行于極板方向垂直于極板方向位移速度其中：二、帶電粒子的偏轉+例題：如圖，兩個相同極板的長度為，相距，極板間的電壓為。一個電子沿平行于板面的方向以速度射入電場中，求電子射出電場時沿垂直于板面方向偏移的距離和速度的偏轉角。解：電子做曲線運動，平行于極板方向：，垂直于極板方向：，得而∴

二、帶電粒子的偏轉+例題：如圖，兩個相同極板的長度為，相距，極板間的電壓為。一個電子沿平行于板面的方向以速度射入電場中，求電子射出電場時沿垂直于板面方向偏移的距離和速度的偏轉角。練習1：三個電子在同一地點沿同一直線垂直飛入偏轉電場，如圖所示。則由此可判斷（）.和同時飛離電場.在飛離電場的瞬間，剛好打在下極板上.進入電場時，速度最大，速度最小.的動能增量最小，和的動能增量一樣大解析：根據，可知三個電子的加速度相同，而，得；又根據水平位移，得整個過程中只有電場力做功，因此動能增量等于電場力做功的多少，而得練習2：質子（質量為、電量為）和二價氦離子（質量為、電量為）以相同的初速度垂直射入同一偏轉電場中，離開電場后，它們的偏轉角正切之比為，側移之比為。

解析：，則偏轉角正切值比為粒子比荷之比；根據可知側移之比為粒子比荷之比，粒子比荷之比為。練習3：質子（質量為、電量為）和二價氦離子（質量為、電量為）以相同的初動能垂直射入同一偏轉電場中，離開電場后，它們的偏轉角正切之比為，側移之比為。

解析：設初動能為，則，而，則偏轉角正切值比為電量之比；根據可知側移之比為電量之比；粒子電量之比為。示波器：用來觀察電信號隨時間變化的電子儀器。其核心部分是示波管三、示波管加速電壓電子槍偏轉電極亮斑亮斑熒光屏電子槍產生高速飛行的電子束加速電壓兩端加待顯示的電壓信號，使電子沿方向偏移。鋸齒形掃描電壓，使電子沿方向偏移。示波管的構造及原理三、示波管例題：已知加速電壓極板長偏轉電極的電壓板間距、板端到熒光屏的距離。求：電子射出偏轉電場時的偏向角正切值及打到屏上電子的偏移量。解析：畫出電子大致的軌跡，如圖所示，電子在電場中做類平拋運動，點出電場后做直線運動，且其反向延長線過水平位移中點，則加速電場部分：①；偏轉電場部分：，則：②；聯(lián)立①②得：則：【對于示波管而言，偏移量與偏轉電壓成正比】加速電壓電子槍偏轉電極亮斑亮斑熒光屏三、示波管三、示波管加速電壓電子槍偏轉電極亮斑亮斑熒光屏三、示波管加速電壓電子槍偏轉電極亮斑亮斑熒光屏三、示波管加速電壓電子槍偏轉電極亮斑亮斑熒光屏三、示波管鋸齒形掃描電壓加速電壓電子槍偏轉電極亮斑亮斑熒光屏鋸齒形掃描電壓鋸齒形掃描電壓三、示波管鋸齒形掃描電壓示波管電極通常接入儀器自身產生的鋸齒形掃描電壓，如果上接的待測信號電壓是周期性的，且周期與掃描電壓周期相同，則熒光屏上會顯示待測信號在一個周期內變化的穩(wěn)定圖像。三、示波管解析：掃描電壓的周期為，而待測信號電壓周期為，則在第一個內圖形為待測信號的前半段，第二個內為待測信號的后半段，且由于的電勢比高，所以都在右側。練習：如圖所示的示波管，如果在之間加如圖所示的交變電壓，同時在之間加如圖所示的鋸齒形電壓，使的電勢比高，在熒光屏上會看到什么圖形？【答案】B【解析】由得1.如圖所示，是在真空中豎直放置的兩塊平行金屬板，質量為、電量為的質子，以極小的初速度由小孔進入電場，當間電壓為時，粒子到達板的速度為，如果要使這個帶電粒子到達板的速度為，則下述方法能滿足要求的是（）

A、使間電壓增加為

B、使間電壓增加為

C、使間電壓不變，距離減半

D、使間電壓不變，距離加倍【答案】D【解析】。A．氕核B．氘核C．氚核D．一樣大2.氫的三種同位素氕、氘、氚的原子核分別為、、。它們以相同的初動能垂直進入同一勻強電場，離開電場時，末動能最大的是（）【答案】B【解析】3.如圖所示，電子在電勢差為的電場中加速后，垂直進入電勢差為的偏轉電場，在滿足電子能射出的條件下，下列四種情況中，一定能使電子的偏轉角變大的是()A．變大、變大B．變小、變大C．變大、變小D．變小、變小4.（多選）如圖，二價氦離子和質子的混合體，經同一加速電場加速后垂直射入同一偏轉電場中，偏轉后打在同一熒光屏上，則它們（）A．側移相同B．偏轉角