高中物理 1.9帶電粒子在電場中的運動教學課件 新人教版選修3-1

1、帶電粒子在電場中的運動,、動力學方法：,一、帶電粒子在電場中的加速,U,d,E,F,v,由牛頓第二定律：,由運動學公式：,初速度不為零呢？,只適用于勻強電場,2、動能定理：,U,d,E,v,由動能定理：,也適用于非勻強電場,一、帶電粒子在電場中的加速,1、下列粒子由靜止經(jīng)加速電壓為U的電場加速后，哪種粒子動能最大 （ ） 哪種粒子速度最大 （ ） A、質子 B、電子C、氘核 D、氦核,例與練,與電量成正比,與比荷平方根成正比,2、如圖所示，M、N是在真空中豎直放置的兩塊平行金屬板，質量為m、電量為+q的帶電粒子，以極小的初速度由小孔進入電場，當M、N間電壓為U時，粒子到達N板的速度為v，如果要

2、使這個帶電粒子到達N板的速度為2v ，則下述方法能滿足要求的是（ ）A、使M、N間電壓增加為2U B、使M、N間電壓增加為4U C、使M、N間電壓不變，距離減半 D、使M、N間電壓不變，距離加倍,例與練,M,N,U,d,v與電壓平方根成正比,3、如圖所示的電場中有A、B兩點，A、B的電勢差UAB100V，一個質量為m=2.010-12kg、電量為q=-5.010-8C的帶電粒子，以初速度v0 =3.0103m/s由A點運動到B點，求粒子到達B點時的速率。（不計粒子重力）,例與練,q為負,二、帶電粒子在勻強電場中的偏轉,d,U,v0,q、m,二、帶電粒子在勻強電場中的偏轉,d,U,v0,q、m,

3、F,v,v0,vy,y,偏轉角,側移,二、帶電粒子在勻強電場中的偏轉,類平拋運動,與粒子比荷q/m成正比,與粒子初速度v0平方成反比,與電場的屬性U、l、d有關,二、帶電粒子在勻強電場中的偏轉,與粒子比荷q/m成正比,與粒子初速度v0平方成反比,與電場的屬性U、l、d有關,類平拋運動,4、質量為m、帶電量為q的粒子以初速度v從中線垂直進入偏轉電場，剛好離開電場，它在離開電場后偏轉角正切為0.5，則下列說法中正確的是（ ） A、如果偏轉電場的電壓為原來的一半，則粒子離開電場后的偏轉角正切為0.25 B、如果帶電粒子的比荷為原來的一半，則粒子離開電場后的偏轉角正切為0.25 C、如果帶電粒子的初速

4、度為原來的2倍，則粒子離開電場后的偏轉角正切為0.25 D、如果帶電粒子的初動能為原來的2倍，則粒子離開電場后的偏轉角正切為0.25,例與練,偏轉角正切與比荷成正比,偏轉角正切與初動能成反比,偏轉角正切與電壓成正比,5、質子(質量為m、電量為e)和二價氦離子(質量為4m、電量為2e)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 。,例與練,與電量成正比,與電量成正比,6、如圖，電子在電勢差為U1的加速電場中由靜止開始加速，然后射入電勢差為U2的兩塊平行極板間的電場中，入射方向跟極板平行。整個裝置處在真空中，重力可忽略。在滿足電子能射出平行板區(qū)的條件下，

5、下述四種情況中，一定能使電子的偏轉角變大的是 （ ） A、U1變大、U2變大 B、U1變小、U2變大 C、U1變大、U2變小 D、U1變小、U2變小,例與練,析與解,對加速過程由動能定理：,對偏轉過程由偏轉角正切公式：,與粒子的電量q、質量m無關,7、如圖所示，二價氦離子和質子的混合體，經(jīng)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、偏轉角相同 C、到達屏上同一點 D、到達屏上不同點,例與練,與粒子的電量q、質量m無關,8、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（ ） A、 b和c同時飛離電場 B、在b飛離電

6、場的瞬間，a剛好打在下極板上 C、進入電場時，c速度最大，a速度最小 D、c的動能增量最小， a和b的動能增量一樣大,例與練,析與解,9、試證明：帶電粒子垂直進入偏轉電場，離開電場時就好象是從初速度所在直線的中點沿直線離開電場的。,例與練,x,10、如圖所示，有一電子(電量為e、質量為m)經(jīng)電壓U0加速后，沿平行金屬板A、B中心線進入兩板，A、B板間距為d、長度為L， A、B板間電壓為U，屏CD足夠大，距離A、B板右邊緣2L，AB板的中心線過屏CD的中心且與屏CD垂直。試求電子束打在屏上的位置到屏中心間的距離。,例與練,析與解,電子離開電場，就好象從中點沿直線離開的：,對加速過程由動能定理：,

7、11、質量為110-25kg、電量為110-16C的帶電粒子以2106m/s速度從水平放置的平行金屬板A、B中央沿水平方向飛入板間，如圖所示。已知板長L10cm，間距d2cm，當AB間電壓在 范圍內時，此帶電粒子能從板間飛出。,例與練,v0,+ + + + +,- - - - -,v0,+ + + + +,- - - - -,析與解,對偏轉過程由偏轉角正切公式：,或對偏轉過程由側移公式：,三、示波管的原理,產(chǎn)生高速飛行的電子束,待顯示的電壓信號,鋸齒形掃描電壓,使電子沿Y方向偏移,使電子沿x方向偏移,三、示波管的原理,1、如果在電極XX之間不加電壓，而在YY之間加不變電壓，使Y的電勢比Y高，電

8、子將打在熒光屏的什么位置？,電子沿Y方向向上偏移,三、示波管的原理,1、如果在電極XX之間不加電壓，而在YY之間加不變電壓，使Y的電勢比Y高，電子將打在熒光屏的什么位置？,電子沿Y方向向下偏移,三、示波管的原理,1、如果在電極XX之間不加電壓，但在YY之間加不變電壓，使Y的電勢比Y高，電子將打在熒光屏的什么位置？,如果在電極 YY之間不加電壓，但在XX之間加不變電壓，使X的電勢比X高，電子將打在熒光屏的什么位置？,電子沿X方向向里偏移,三、示波管的原理,1、如果在電極XX之間不加電壓，但在YY之間加不變電壓，使Y的電勢比Y高，電子將打在熒光屏的什么位置？,如果在電極 YY之間不加電壓，但在XX

9、之間加不變電壓，使X的電勢比X高，電子將打在熒光屏的什么位置？,電子沿X方向向外偏移,三、示波管的原理,2、如果在電極XX之間不加電壓，但在YY之間加如圖所示的交變電壓，在熒光屏上會看到什么圖形？,0tt1電子沿Y方向向上偏移,三、示波管的原理,2、如果在電極XX之間不加電壓，但在YY之間加如圖所示的交變電壓，在熒光屏上會看到什么圖形？,t1tt2電子沿Y方向向下偏移,三、示波管的原理,3、如果在YY之間加如圖所示的交變電壓，同時在XX之間加不變電壓，使X的電勢比X高，在熒光屏上會看到什么圖形？,0tt1電子沿Y方向向上偏，沿X方向向里偏,三、示波管的原理,3、如果在YY之間加如圖所示的交變電

10、壓，同時在XX之間加不變電壓，使X的電勢比X高，在熒光屏上會看到什么圖形？,t1tt2電子沿Y方向向下偏，沿X方向向里偏,三、示波管的原理,3、如果在YY之間加如圖所示的交變電壓，同時在XX之間加不變電壓，使X的電勢比X高，在熒光屏上會看到什么圖形？,電子沿Y方向向上向下偏，沿X方向向外偏,三、示波管的原理,4、如果在YY之間加如圖所示的交變電壓，同時在XX之間加鋸齒形掃描電壓，在熒光屏上會看到什么圖形？,X,Y,O,A,B,C,D,E,F,A,B,C,D,E,F,A,B,O,C,t1,D,E,F,t2,12、如圖所示的示波管，如果在YY之間加如圖所示的交變電壓，同時在XX之間加如圖所示的鋸齒形電壓，使X的電勢比X高，在熒光屏上會看到什么圖形？,例與練,13、如圖所示的示波管，如果在YY之間加如圖所示的交變電壓，同時在XX之間加如圖所示的鋸齒形電壓，使X的電勢比X高，在熒光屏上會看到什么圖形？,例與練,X,Y,O,0tt1,t1tt2,14、真空室中電極K發(fā)出電子（初速不計），經(jīng)過電壓為U1的加速電場后，由小孔S沿水平金屬板A、B間的中心線射入板中，板長L，相距為d，在兩板間加上如圖乙所示的正