19带电粒子在电场中的运动1.ppt

1.9带电粒子在电场中的运动,J2459学生示波器,阴极射线管结构示意图,2牛顿第二定律的表达式？,思考：1物体运动轨迹如何判断？,3电场力做功有什么特点？有哪些计算电场力做功的方法？,4动能定理，能量守恒定律的内容是什么？,带电粒子在电场中要受到哪些力的作用?,通常要受到重力和电场力,一个电子的质量为0.9110-30kg,电荷量e=1.610-19C，当它位于E=5104V/m的电场中时:受到的重力G为多大？受到的电场力F为多大？F/G=？你会发现什么？,G=mg=910-30N,F/G=11015,F=qE=810-15N,电子、质子、离子等微观带电粒子所受重力一般远小于电场力，重力可以忽略（有说明或暗示除外）。,注意：忽略粒子的重力并不是忽略粒子的质量,3、带电体：是否考虑重力，要根据题目暗示或运动状态来判定.,1、微观带电粒子：如电子、质子、离子等.带电粒子所受重力一般远小于电场力，一般都不考虑重力(有说明或暗示除外).,2、宏观带电微粒：如带电小球、液滴、尘埃等.一般都考虑重力(有说明或暗示除外).,带电体一般可分为两类：,如图所示，空间有一水平方向的匀强电场，初速度为v0的带微粒从A点射入电场，在竖直平面内沿直线从A运动到B，在此过程中粒子的（）,带电粒子在电场中,受电场力,产生加速度,使速度变化,利用电场使带电粒子,加速,偏转,1、动力学观点：,U,d,E,F,v,由牛顿第二定律：,由运动学公式：,初速度不为零呢？,只适用于匀强电场,一、带电粒子的加速,电场力:F=qE,2、能量观点：,U,d,E,v,由动能定理：,适用于任何电场,一、带电粒子的加速,电场力做功:W=qU,速度v与电势差U、比荷q/m的平方根成正比与距离d无关,初速度不为零呢？,用动能定理解题简便,例题1：炽热的金属丝可以发射电子。在金属丝和金属板间加以电压U=2500V，发射出的电子在真空中加速后，从金属板的小孔穿出。电子穿出时的速度有多大？设电子刚离开金属丝时的速度为零。,解:根据动能定理得:,例题1：炽热的金属丝可以发射电子。在金属丝和金属板间加以电压U=2500V，发射出的电子在真空中加速后，从金属板的小孔穿出。电子穿出时的速度有多大？设电子刚离开金属丝时的速度为零。,电荷量为e的电子从金属丝移动到金属板,两处的电势差为U，电势能减少量为eU.减少的电势能全部转化为电子的动能:,解：,3、如图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的带电粒子，以初速度V0由小孔进入电场，当M、N间电压为U时，粒子刚好能到达N板，如果要使这个带电粒子能够到达M、N两板间距的1/2处返回，则下述方法能满足要求的是（）A、使初速度减半B、使M、N间电压加倍C、使M、N间电压提高4倍D、使初速度和M、N间电压都加倍,例与练,M,N,U,d,-,v0,B,如果带电粒子沿垂直电场的方向进入匀强电场，它将怎样运动呢?,d,U,v0,q、m,二、带电粒子的偏转,二、带电粒子的偏转,1.q带正电，q的受力怎样?2.水平方向和竖直方向的运动性质怎样?3.与学过的哪种运动形式类似?,F,二、带电粒子的偏转,平行电场方向:做初速度为0的匀加速直线运动,垂直电场方向:做匀速直线运动,带电粒子沿垂直电场的方向进入匀强电场,做类平抛运动：,d,U,v0,q、m,F,v,v0,vy,y,偏转角,偏移距离,二、带电粒子的偏转,4.如何求粒子的偏移距离?5.如何求粒子的出射速度大小及偏转角?,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,二、带电粒子的偏转,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,二、带电粒子的偏转,6、带电粒子垂直进入偏转电场，离开电场时,粒子好象是从入射线中点直接射出来的。,例与练,x,二、带电粒子的偏转,一、带电粒子的加速,垂直电场方向:,类平抛运动,一个电荷量为-q质量为m的带电粒子，由静止进入一个电压为U1的加速电场加速后，又垂直进入一个电压为U2的偏转电场，经偏转电场偏转后打在荧光屏上,整个装置如图示.求:(1)出偏转电场时的偏移距离y；(2)出偏转电场时的偏转角