《1.9 带电粒子在电场中的运动》课件(新课标人教版3-1)

带电粒子在电场中的运动Evv3、某些带电体是否考虑重力，要根据题目暗示或运动状态来判定电场中的带电粒子一般可分为两类：1、带电的基本粒子：如电子，质子，α粒子，正负离子等。这些粒子所受重力和电场力相比在小得多，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）。2、带电微粒：如带电小球、液滴、尘埃等。除非有说明或明确的暗示以外，一般都考虑重力。一、带电粒子的平衡二、带电粒子的加速三、带电粒子的偏转四、示波管的原理带电粒子在电场中的运动

带电粒子在电场中的运动

一、带电粒子的平衡：

若带电粒子在电场中所受合力为零，即∑F＝0时，粒子将保持静止状态或匀速直线运动状态。

例：带电粒子在电场中处于静止状态，该粒子带正电还是负电?

分析：带电粒子处于静止状态，∑F=0，Eq=mg，因为所受重力竖直向下，所以所受电场力必为竖直向上。又因为场强方向竖直向下，所以（图一）带电粒子带负电，（图二）带电粒子带正电。

EqmgEqmg(图一）（图二）二、带电粒子的加速：（不计重力）带电粒子在电场中的运动

如图三所示，在真空中有一对平行金属板，由于接上电池组而带电，两板间的电势差为U。若一个质量为m，带正电荷q的粒子，在静电力作用下由正极板向负极板运动，计算它到达负极板时的速度。1、运动状态分析：

带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场，受到的电场力与运动方向在同一直线上，做加（减）速直线运动。2、用功能观点分析：

粒子只受电场力作用，动能变化量等于电场力做的功，即：（1）若初速度为零，则：（2）若初速度不为零，则：Fq(图三）UdE(图三）Ud带电粒子在电场中的运动

结论：此方法即适用于匀强电场，也适用于非匀强电场。

对匀强电场，也可直接应用运动学和动力学公式求解，请同学们下去自己练习。解答详见课本。三、带电粒子的偏转：（不计重力）带电粒子在电场中的运动

ld+-----------+++++++++Uv0q、mld+-----------+++++++++++Uv0q、mF+vv0vyyθ偏转角侧移距离三、带电粒子的偏转：（不计重力）带电粒子在电场中的运动

带电粒子在电场中的运动

三、带电粒子的偏转：（不计重力）1、运动状态分析：

带电粒子以速度V0垂直于电场线方向飞入两带电平行板产生的匀强电场时，若只受电场力作用，做匀变速曲线运动。2、偏转问题的分析处理方法：（类似平抛运动分析方法）（1）沿初速度方向是速度为V0的匀速直线运动；（2）沿电场力方向是初速度为零的匀加速直线运动。类平抛运动与粒子比荷q/m成正比与粒子初速度v0平方成反比与电场的属性U、l、d有关带电粒子在电场中的运动

三、带电粒子的偏转：（侧移距离）与粒子比荷q/m成正比与粒子初速度v0平方成反比与电场的属性U、l、d有关类平抛运动带电粒子在电场中的运动

三、带电粒子的偏转：（偏转角）带电粒子在电场中的运动

三、带电粒子的偏转：（不计重力）解答详见课本。

质子(质量为m、电量为e)和二价氦离子(质量为4m、电量为2e)以相同的初动能垂直射入同一偏转电场中，离开电场后，它们的偏转角正切之比为

，侧移距离之比为

。练习：四、示波管的原理：带电粒子在电场中的运动

1、示波器：用来观察电信号随时间变化的电子仪器，其核心部分是示波管。2、示波管的构造：由电子枪、偏转电极和荧光屏组成（如图）3、原理：利用了电子的惯性小，荧光物质的荧光特性和人的视觉暂留等，灵敏，直观地显示出电信号随间变化的图线。2、原理（１）ＹＹ′的作用：被电子枪加速后在ＹＹ′的电场中做匀变速曲线运动，出电场后做匀速直线运动打到荧光屏上，出现亮斑，可推得在竖直方向偏移：如果在XX’

之间不加电压,而在YY’之间所加的电压按图所示的规律随时间变化，在荧光屏会看到什么图形？YY’X’y′随信号电压同步变化，但由于视觉暂留和荧光物质的残光特性，只能看到一条竖直的亮线X示波器图象UXt扫描电压（２）ＸＸ′的作用：同理可得亮斑在水平方向偏移随加在ＸＸ′上的电压而变化，若所加的电压为特定的周期性变化电压则亮斑在水平方向来回运动－－扫描，如果扫描电压变化很快，亮斑看起来为一条水平的亮线．示波器图象YY’X’X如果在YY’之间加如图所示的交变电压，同时在XX’之间加锯齿形扫描电压，在荧光屏上会看到什么图形？XYOABCDEFABCDEFABOCt1DEFt2如果信号电压是周期性的，并且扫描电压与信号电压的周期相同，就可以在荧光屏上得到待测信号在一个周期内随时间变化的稳定图象XYY’X’UXt示波器图象带电粒子在电场中的运动

五、课堂小结：一、带电粒子的平衡二、带电粒子的加速三、带电粒子的偏转四、示波管的原理2、偏转问题的分析处理方法：1、运动状态分析：2、用功能观点分析：1、运动状态分析：3、侧移距离和偏转角：小结带电粒子在电场中的运动

六、课堂练习：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、氦核与电量成正比与比荷平方根成正比带电粒子在电场中的运动

六、课堂练习：

2、质量为1×10-25kg、电量为1×10-16C的带电粒子以2×106m/s速度从水平放置的平行金属板A、B中