带电粒子先加速后偏转.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,带电粒子先加速后偏转在电子技术中的应用,示波管。,构造,电子枪,偏转电极,荧,光,屏,挑战自己：,如图中的虚线为匀强电场中的等势面，相邻等势面的电势差均为,100V,，间距为,5cm,，一质量为,0.1kg,的带负电的小球，以,10m/s,的速度，沿与水平方向成,30,角射入电场，若该小球做直线运动，求：小球的带电量,.,沿运动方向的最大位移,.(g=10m/s,2,),解：,根据物体做直线运动的条件得,小球沿初速度方向做匀减速直线运动，根据动能定理,其中,联立 解出小球沿运动方向的最大位移,30,0,mg,F,qE,30,0,得：,方法,1:,牛顿第二定律,+,运动学规律,一、带电粒子在匀强电场中的匀变速,A,B,U,d,E,+,F,v,由牛顿第二定律：,由运动学公式：,方法二,:,动能定理,A,B,U,d,E,+,v,由动能定理：,一、带电粒子在电场中的加速,练习,1,：实验表明，炽热的金属丝可以发射电子。在炽热金属丝和金属板间加以电压,U=2500V,，从炽热金属丝发射出的电子在真空中被加速后，从金属板的小孔穿出。电子射出后的速度有多大？,-U +,金属丝 金属板,V,E,电子的质量为,0.9110,-30,kg,，电子的电荷量,e=1.610,-19,C,练习,2,：,如图所示，在,P,板附近有一电子由静止开始向,Q,板运动，则关于电子在两板间的运动情况，下列叙述正确的是：,(),A.,两板间距越大，加速的时间越长,B.,两板间距离越小，加速度就越大，则电子到达,Q,板时的速度就越大,C.,电子到达,Q,板时的速度与板间距离无关，仅与加速电压有关,D.,电子的加速度和末速度都与板间距离无关,AC,1,、,下列粒子由静止经加速电压,为,U,的电场加速后，哪种粒子动能最大（）,哪种粒子速度最大（）,A,、质子,B,、电子,C,、氘核,D,、氦核,强化练习,与,电量,成正比,与,比荷平方根,成正比,D,B,质子,e/m,电子,1840e/m,氘核,e/2m,氦核,2e/4m,2如图所示，,M,、,N,是在真空中竖直放置的两块平行金属板，质量为,m,、电量为,+q,的质子，以极小的初速度由小孔进入电场，当,M,、,N,间电压为,U,时，粒子到达,N,板的速度为,v,，如果要使这个带电粒子到达,N,板的速度为,2,v,，则下述方法能满足要求的是（）,A,、使,M,、,N,间电压增加为,2U B,、使,M,、,N,间电压增加为,4U C,、使,M,、,N,间电压不变，距离减半,D,、使,M,、,N,间电压不变，距离加倍,M,N,U,d,+,v,与,电压平方根,成正比,B,强化练习,3,、,在点电荷,Q,的电场中有,A,、,B,两点，将质子和,粒子分别从,A,点由静止释放，已知质子和,粒子的电性相同，带电量之比为,1:2,，质量之比为,1:4,，则到达,B,点时，它们的速度大小之比为多少？,Q,A,B,解：质子和,粒子从,A,到,B,运动过程中，分别应用动能定理得,联立两式可解出它们到达,B,点时的速度大小之比为,强化练习,粒子做什么运动？能否用动力学观点解决？,二、带电粒子在匀强电场中的偏转,l,d,+,-,+,U,v,0,q,、,m,二、带电粒子在匀强电场中的偏转,l,d,+,-,+,U,v,0,q,、,m,F,+,v,v,0,v,y,y,偏转角,侧移,二、带电粒子在匀强电场中的偏转,类平抛运动,与粒子比荷,q/m,成正比,与粒子初速度,v,0,平方成反比,与电场的属性,U,、,l,、,d,有关,二、带电粒子在匀强电场中的偏转,与粒子比荷,q/m,成正比,与粒子初速度,v,0,平方成反比,与电场的属性,U,、,l,、,d,有关,类平抛运动,练习：,如图所示一电子以初速度,V,0,=3.0X10,7,m/s,沿垂直电场方向射入的电场，两极板的长度为,L=6.0cm,，相距,d=2cm,，极板间电压,U=200V.,求,1,）电子射出电场所用时间？,v,0,-,q,m,U,+,+,+,+,+,+,-,-,-,-,-,-,d,L,F,求,2,）电子射出电场时沿垂直板面方向偏移的距离,y,。,-,q,y,m,U,+,+,+,+,+,+,-,-,-,d,L,F,求,3),电子离开电场时偏转的角度,tan,。,U=200V.,4),如何求电子离开电场时的速度？,v,0,-,q,y,m,U,2,+,+,+,+,+,+,-,-,-,-,-,-,d,L,F,v,t,v,0,v,y,如图，电子在电势差为,U,1,的加速电场中由静止开始加速，然后射入电势差为,U,2,的两块平行极板间的电场中，入射方向跟极板平行。整个装置处在真空中，重力可忽略。在满足电子能射出平行板区的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角,变大的是,（）,A,、,U,1,变大、,U,2,变大,B,、,U,1,变小、,U,2,变大,C,、,U,1,变大、,U,2,变小,D,、,U,1,变小、,U,2,变小,挑战,1,析与解,对加速过程由动能定理：,对偏转过程由偏转角正切公式：,与粒子的,电量,q,、质量,m,无关,如图所示，二价氦离子和质子的混合体，经同一加速电场加速后，垂直射入同一偏转电场中，偏转后，打在同一荧光屏上，则它们（）,A,、侧移相同,B,、偏转角相同,C,、到达屏上同一点,D,、到达屏上不同点,挑战,2,与粒子的,电量,q,、质量,m,无关,试证明：带电粒子垂直进入偏转电场，离开电场时就好象是从初速度所在直线的,中点沿直线,离开电场的。,挑战,3,x,如图所示，有一电子,(,电量为,e,、质量为,m),经电压,U,0,加速后，沿平行金属板,A,、,B,中心线进入两板，,A,、,B,板间距为,d,、长度为,L,，,A,、,B,板间电压为,U,，屏,CD,足够大，距离,A,、,B,板右边缘,2L,，,AB,板的中心线过屏,CD,的中心且与屏,CD,垂直。试求电子束打在屏上的位置到屏中心间的距离。,挑战,4,析与解,电子离开电场，就好象从中点沿直线离开的：,对加速过程由动能定理：,绝地挑战,在平行板电容器,A,、,B,两板上加上如图所示的交变电压，开始,B,板的电势比,A,板高，这时两板中间原来静止的电子在电场作用下开始运动，设电子在运动中不与极板发生碰撞，则下述说法正确的是,(),A.,电子先向,A,板运动，然后向,B,板运动，再返回,A,板做周期性来回运动,B.,电子一直向,A,板运动,C.,电子一直向,B,板运动,D.,电子先向,B,板运动，然后向,A,板运动，再返回,B,板做来回周期性运动,C,t,T,2T,O,U,-,U,u,d,A,B,e,物体的运动性质由初速度和合外力两个因素共同决定,