帶電粒子在電場中的運動課件

第十章靜電場中的能量第五節(jié)帶電粒子在電場中的運動粒子被加速器加速后，可用于放射治療合肥離子醫(yī)學(xué)中心為國內(nèi)首個引進(jìn)瓦里安質(zhì)子治療系統(tǒng)的放療中心先將質(zhì)子加速到具有較高的能量，再將它引向轟擊腫瘤，殺死細(xì)胞；“質(zhì)子療法”將被加速后的電子轟擊重金屬靶，產(chǎn)生出的放射線用于醫(yī)學(xué)治療。“放射療法”如圖，一個質(zhì)量為m、帶正電荷q的粒子，只在靜電力的作用下由靜止開始從正極板A向負(fù)極板B運動。試計算粒子到達(dá)負(fù)極板時的速度？ABUdEFv+可以用哪種解決思路呢？①動力學(xué)②能量如圖，一個質(zhì)量為m、帶正電荷q的粒子，只在靜電力的作用下由靜止開始從正極板A向負(fù)極板B運動。試計算粒子到達(dá)負(fù)極板時的速度？ABUdEv+①動力學(xué)由牛頓運動定律和勻變速直線運動的規(guī)律：如圖，一個質(zhì)量為m、帶正電荷q的粒子，只在靜電力的作用下由靜止開始從正極板A向負(fù)極板B運動。試計算粒子到達(dá)負(fù)極板時的速度？②能量由動能定理：ABUdEv+帶電粒子在電場中的運動帶電粒子在電場中的加速ABUdEFv+動力學(xué)能量加速電壓，決定加速階段的末速度A課本例題.如圖甲，某裝置由多個橫截面積相同的金屬圓筒依次排列，其中心軸線在同一直線上，圓筒的長度依照一定的規(guī)律依次增加。序號為奇數(shù)的圓筒和交變電源的一個極相連，序號為偶數(shù)的圓筒和該電源的另一個極相連。交變電源兩極間電勢差的變化規(guī)律如圖乙所示。在t＝0時，奇數(shù)圓筒相對偶數(shù)圓筒的電勢差為正值，此時位于和偶數(shù)圓筒相連的金屬圓板（序號為0）中央的一個電子，在圓板和圓筒1之間的電場中由靜止開始加速，沿中心軸線沖進(jìn)圓筒1，為使電子運動到圓筒與圓筒之間各個間隙中都能恰好使靜電力的方向跟運動方向相同而不斷加速，圓筒長度的設(shè)計必須遵照一定的規(guī)律。若已知電子的質(zhì)量為m，電子電荷量為e，電壓的絕對值為u，周期為T，電子通過圓筒間隙的時間可以忽略不計。則金屬圓筒的長度和它的序號之間有什么定量關(guān)系？第n個金屬圓筒的長度應(yīng)該是多少？課本例題.解：設(shè)電子進(jìn)入第n個圓筒后的速度為v，根據(jù)動能定理有：得第n個圓筒的長度為：

如圖，一帶電粒子以垂直勻強電場的場強方向以初速度v0射入電場，若不計粒子的重力，帶電粒子將做什么運動？①受力分析：僅受豎直向下的電場力：做類平拋運動②運動分析：垂直于電場方向：勻速直線運動沿電場方向：初速度為零的勻加速直線運動UL+++++++++++------------dv0q、m+y粒子以初速度

v0射入電場，求射出電場時沿垂直于板面方向偏移的距離

y和速度偏轉(zhuǎn)的角度θ飛行時間：加速度：偏移距離：vyvθv0粒子以初速度

v0射入電場，求射出電場時沿垂直于板面方向偏移的距離

y和速度偏轉(zhuǎn)的角度θ飛行時間：加速度：豎直分速度：速度偏轉(zhuǎn)角：帶電粒子在電場中的運動帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)飛行時間：加速度：偏移距離：豎直分速度：速度偏轉(zhuǎn)角：帶電粒子在電場中的運動帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)規(guī)律總結(jié)：當(dāng)偏轉(zhuǎn)電場的U、L、d

一定：①初速度v0相同，只要比荷相同，則偏移量y和速度偏轉(zhuǎn)角θ都相同比荷：②初動能Ek0相同，只要q相同，則偏移量y和速度偏轉(zhuǎn)角θ都相同CABC帶電粒子先在加速電場U1中加速，然后偏轉(zhuǎn)電場U2中偏轉(zhuǎn)