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公开课《带电粒子在电场中的运动》


5、离开电场时的偏转角的
正切:
tan
vy v0
qUL

mdv
2 0
三、_
加速和偏转一体 +
++++
+
vy
+
φ
v0
-q m
U2
v0
φ
O
y
U1 - - - - - L
v0
2qU1 m
y

qU2 2md
L2 v02
U2L2 4dU1
tan qU2L LU2
mdv02 2dU1
JSFX即时分析
tan qUl
mv02d
l 2
课堂小结:
一、利用电场使带电粒子加速
qU 1 mv2 2
v 2qU m
二、利用电场使带电粒子偏转
y
1 qU L2 2 md v02
tan
vy v0

qUL
mdv
2 0
{ 三、加速与偏转一体
v0
2qU1 m
y

qU2 2md
L2 v02

U 2 L2 4dU1
电粒子到达N板的速度为2v ,则下述方法能满足
要求的是( B )
A、使M、N间电压增加为2U
Md N
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
+
v 2qU
v与电压平方
U
m
根成正比
KTLX课堂练习3
3、如图,电子在电势差为U1的加速电场中由静止 开始加速,然后射入电势差为U2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
+++++++++
d
q、m +
v0
U
------------
l
二. 带电粒子在电场中的偏转
+++++++++
d
q、m +
v0
侧移
U
y
F
--
-
-
-
-
-
-
-
-
-

v0
--
l
vy v
偏转角
试根据类平抛运动的知识,推导偏移量 y和偏转角θ
Y+ + + + + +
q
v0
d
U
y
F
-Y′ - - - - -
tan

eU 2l mv 0 2 d
U2l 2U1d
y U2l2 4U1d
与粒子的电量q、 质量m无关
SKT思考题
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。 x
θ
y qUl2 2mv02d
tan

qUl
mv
2 0
d
qUl2
x y 2mv02d
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
θ变大的是 ( )
A、U1变大、U2变大 C、U1变大、U2变小
B、U1变小、U2变大 D、U1变小、U2变小
析与解 对加速过程由动能定理:
qU1

1 2
mv02
mv02 2qU1
对偏转过程由偏转角正切公式:
粒子在与电场垂直的方向上做 初速为零的匀加速运,动
粒子在与电场平行的方向做

三、示波器的原理
1.示波器作用:是一种用来观察 电信号 随时 间变化的电子仪器。
2.它的核心部件是示波管: 电子枪、偏转电极和 荧光屏 组成,管内抽成真空。
3、示波管的基本原理:电子在加速电场中 被 加速 ,电子在偏转电场中被 偏转 。
v0
vy
L
vy v
v0
φ
v
1.受力分析:粒子受到竖直向
下的静电力F =qE = qU/d。
2.运动规律分析:作类平抛运动。
x方向:匀速直线运动
Y方向:加速度为
a

qU 的匀加速直线
运动。
md
3. x方向
vx v0 L v0t
4. y方向
qU L vy md v0
y
1 qU L2 2 md v02
解:由动能定理,得
eU 1 mv2 2
v 2eU m
代入数值得:v=3.0×107m/s
y
1 qU
2 md
L2 v02
=0.36cm
tan

vy v0

qUL mdv02
6.8
KTLX课堂练习1
1、有一束正离子,以相同的速率从同一位置进入
带电平行板电容器的匀强电场中,所有粒子的运
2、运动分析: 初速度为零,加速度 为 a=qU/md 的 向 右 匀 加速直线运动。
解法一 运用运动学知识求解 解法二 运用动能定理知识求解
v2 2ad 2 qU d 2qU md m
qU 1 mv2 2
v 2qU m
v 2qU m
粒子加速后的速度只与加速电压有关
二. 带电粒子在电场中的偏转
tan

qU 2 L mdv02

LU 2 2dU1
同学们现代技术神秘莫 测,但从最简单的物理现象 来说,现代技术并不神秘, 只要你能认真学习,你就是 下一个“爱因斯坦.”
KHQHZY课后强化作业 谢谢指导
C 动轨迹一样,说明所有离子()
A、有相同的质量
B、有相同的电荷量 C、有相同的比荷 D、属于同一元素的同位素
y

qUl2 2mv02d
KTLX课堂练习2
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
一、带电粒子的加速
+q + m ++
E
V0
匀速
++ ++ +
加速
U
_
_ _ V=?
__
__
_
匀速
U
YTTJ要点探究
1. 带电粒子在电场中的加速
用动能定理分析
E1
用牛顿运动定律分析
v0 0
vt ?
(加速U 电压)
U
1、受力分析: 水平向右的电场力
+
qF
_
F=qE=qU/d
m
d 带电粒子的加速
2、带电微粒,如液滴、油滴、尘埃、小球等,处理 问题时重力不能忽略。
2、带电粒子在电场中运动的两种最简单的情况是:
加速 和
偏。转
二:带电粒子的加速和偏转
1、处理带电粒子在电场中的加速运动的问题的方法 一般是 牛顿第二和定律 动能定。理
2、带电粒子以初速度垂v0直于电场方向飞入
匀强电场的问题就是一个 类平抛运动 的问题。
KDFX考点分析
1、带电粒子在电场中的加速(II) 2、带电粒子在电场是匀强电场中的偏转(II) 3、示波器(I)
ZZYX自主研习
一:带电粒子
1、带电粒子,如电子,质子,正负离子等。这些粒 子所受重力和电场力相比 小得多 ,除非有说明或 明确的暗示以外,一般都不考虑重力。 (但并不能忽 略质量)。
第九节:带电粒子在电场中的运动
QJJR情景引入
火爆的电视剧让你深深的沉迷在其中,你 的心情随情节而起伏,从我们物理学的角度, 我想问你,你了解电视机的工作原理吗?电视 机是如何工作的,在电子技术中,示波器能简 单的反映这一原理,就让我们从电子在电场中 的运动说起吧!
SWMB三维目标设计
能够从受力和能量转换的角度分析带电粒子 在电场中的运动,培养用运动分解的方法来研究 问题的能力,进而了通过示波器的研究了解电视 机的工作原理,渗透物理学方法的教育:运用理 想化方法,突出主要因素,忽略次要因素,认识 哲学的方法美。
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