《1.9带电粒子在电场中的运动》上课

1、带电粒子在电场中的运动带电粒子在电场中的运动（二）（二）主讲教师：杨杰如图所示，在真空中有一对如图所示，在真空中有一对平行金属板，两板间加以电平行金属板，两板间加以电压压U。两板间有一带正电荷。两板间有一带正电荷q的带电粒子。它在电场力的的带电粒子。它在电场力的作用下，由作用下，由静止静止开始从正极开始从正极板向负极板运动，到达负板板向负极板运动，到达负板时的速度有多大？时的速度有多大？(不考虑粒不考虑粒子的重力子的重力）一、带电粒子的加速 一、带电粒子在电场中的加速一、带电粒子在电场中的加速、动力学方法：、动力学方法： 一、带电粒子在电场中的加速一、带电粒子在电场中的加速、动力学方法：、动力

2、学方法： 一、带电粒子在电场中的加速一、带电粒子在电场中的加速由牛顿第二定律：由牛顿第二定律：、动力学方法：、动力学方法： 一、带电粒子在电场中的加速一、带电粒子在电场中的加速由牛顿第二定律：由牛顿第二定律：mFa mqEmdqU、动力学方法：、动力学方法： 一、带电粒子在电场中的加速一、带电粒子在电场中的加速由牛顿第二定律：由牛顿第二定律：mFa mqEmdqU由运动学公式：由运动学公式：、动力学方法：、动力学方法： 一、带电粒子在电场中的加速一、带电粒子在电场中的加速由牛顿第二定律：由牛顿第二定律：mFa mqEmdqU由运动学公式：由运动学公式：adv202、动力学方法：、动力学方法：

3、一、带电粒子在电场中的加速一、带电粒子在电场中的加速由牛顿第二定律：由牛顿第二定律：mFa mqEmdqU由运动学公式：由运动学公式：adv202adv2mqU2、动力学方法：、动力学方法： 一、带电粒子在电场中的加速一、带电粒子在电场中的加速由牛顿第二定律：由牛顿第二定律：mFa mqEmdqU由运动学公式：由运动学公式：adv202adv2mqU2mqUv2、动力学方法：、动力学方法： 一、带电粒子在电场中的加速一、带电粒子在电场中的加速由牛顿第二定律：由牛顿第二定律：mFa mqEmdqU由运动学公式：由运动学公式：adv202adv2mqU2mqUv2、动力学方法：、动力学方法： 一、

4、带电粒子在电场中的加速一、带电粒子在电场中的加速由牛顿第二定律：由牛顿第二定律：mFa mqEmdqU由运动学公式：由运动学公式：adv202adv2mqU2mqUv22 2、动能定理：、动能定理： 由动能定理：由动能定理：2 2、动能定理：、动能定理： 由动能定理：由动能定理：0212mvW2 2、动能定理：、动能定理： 由动能定理：由动能定理：0212mvWqUW 又2 2、动能定理：、动能定理： 由动能定理：由动能定理：0212mvWqUW 又221mvqU 2 2、动能定理：、动能定理： 由动能定理：由动能定理：0212mvWqUW 又221mvqU mqUv22 2、动能定理：、动能

5、定理： 由动能定理：由动能定理：0212mvWqUW 又221mvqU mqUv2电子的质量为电子的质量为0.9110-30kg，电子的电荷量电子的电荷量e=1.610-19C两两板的距离为板的距离为20cm30300.9 1010 9 10G mgN N30300.9 1010 9 10G mgN N191525001.6 102 100.2F qEN N带电粒子：质子，电子，带电粒子：质子，电子，粒子等无特殊说明都不计重粒子等无特殊说明都不计重力，但不能忽略质量。力，但不能忽略质量。带电粒子：质子，电子，带电粒子：质子，电子，粒子等无特殊说明都不计重粒子等无特殊说明都不计重力，但不能忽略质

6、量。力，但不能忽略质量。30300.9 1010 9 10G mgN N191525001.6 102 100.2F qEN N二、带电粒子在匀强电场中的偏转二、带电粒子在匀强电场中的偏转 ld+- - - - - - -+ + + + + + + +Uv0q、m1.运动的性质：运动的性质：二、带电粒子在匀强电场中的偏转二、带电粒子在匀强电场中的偏转带电粒子沿垂直电场的方向进入匀强带电粒子沿垂直电场的方向进入匀强电场电场,做类平抛运动做类平抛运动1.运动的性质：运动的性质：二、带电粒子在匀强电场中的偏转二、带电粒子在匀强电场中的偏转垂直电场方向垂直电场方向:做匀速直线运动做匀速直线运动带电粒子

7、沿垂直电场的方向进入匀强带电粒子沿垂直电场的方向进入匀强电场电场,做类平抛运动做类平抛运动1.运动的性质：运动的性质：二、带电粒子在匀强电场中的偏转二、带电粒子在匀强电场中的偏转平行电场方向平行电场方向:做初速度为做初速度为0的匀加速的匀加速直线运动直线运动垂直电场方向垂直电场方向:做匀速直线运动做匀速直线运动带电粒子沿垂直电场的方向进入匀强带电粒子沿垂直电场的方向进入匀强电场电场,做类平抛运动做类平抛运动1.运动的性质：运动的性质：二、带电粒子在匀强电场中的偏转二、带电粒子在匀强电场中的偏转侧移侧移偏转角偏转角侧移侧移0vlt 垂直垂直电场方向电场方向:0vlt 垂直垂直电场方向电场方向:平

8、行平行电场方向电场方向:mFamqEmdqU0vlt 垂直垂直电场方向电场方向:平行平行电场方向电场方向:mFamqEmdqU0vlt 垂直垂直电场方向电场方向:平行平行电场方向电场方向:偏移距离偏移距离mFamqEmdqU0vlt atvydmvqUl0221aty dmvqUl2022垂直垂直电场方向电场方向:平行平行电场方向电场方向:偏移距离偏移距离mFamqEmdqU0vlt atvydmvqUl0221aty dmvqUl2022垂直垂直电场方向电场方向:平行平行电场方向电场方向:偏移距离偏移距离偏转角偏转角mFamqEmdqU0vlt atvydmvqUl00tanvvydmvqU

9、l20221aty dmvqUl2022垂直垂直电场方向电场方向:平行平行电场方向电场方向:偏移距离偏移距离偏转角偏转角mFamqEmdqU0vlt atvydmvqUl00tanvvydmvqUl20221aty dmvqUl2022垂直垂直电场方向电场方向:平行平行电场方向电场方向:偏移距离偏移距离偏转角偏转角220yvvv三、示波器三、示波器 三、示波器三、示波器 1、作用作用：观察电信号随时间变化的情况：观察电信号随时间变化的情况三、示波器三、示波器 1、作用作用：观察电信号随时间变化的情况：观察电信号随时间变化的情况2、组成组成：示波管（内部是真空的）、电：示波管（内部是真空的）、电

10、子枪、偏转电极和荧光屏组成。子枪、偏转电极和荧光屏组成。三、示波器三、示波器 1、作用作用：观察电信号随时间变化的情况：观察电信号随时间变化的情况2、组成组成：示波管（内部是真空的）、电：示波管（内部是真空的）、电子枪、偏转电极和荧光屏组成。子枪、偏转电极和荧光屏组成。3、原理原理3、示波管的原理、示波管的原理3、示波管的原理、示波管的原理3、示波管的原理、示波管的原理产生产生高速高速飞飞行的行的电子束电子束3、示波管的原理、示波管的原理产生产生高速高速飞飞行的行的电子束电子束待显示待显示的的电压信号电压信号3、示波管的原理、示波管的原理产生产生高速高速飞飞行的行的电子束电子束待显示待显示的的

11、电压信号电压信号使电子沿使电子沿Y Y方向方向偏移偏移3、示波管的原理、示波管的原理产生产生高速高速飞飞行的行的电子束电子束待显示待显示的的电压信号电压信号锯齿形锯齿形扫扫描电压描电压使电子沿使电子沿Y Y方向方向偏移偏移3、示波管的原理、示波管的原理产生产生高速高速飞飞行的行的电子束电子束待显示待显示的的电压信号电压信号锯齿形锯齿形扫扫描电压描电压使电子沿使电子沿Y Y方向方向偏移偏移使电子沿使电子沿x x方向方向偏移偏移3、示波管的原理、示波管的原理3、示波管的原理、示波管的原理 (1)如果在电极如果在电极XX之间不加电压，而在之间不加电压，而在YY之间加之间加不变电压不变电压，使，使Y的

12、电势比的电势比Y高，高，电子将打在荧光屏的什么位置？电子将打在荧光屏的什么位置？3、示波管的原理、示波管的原理 (1)如果在电极如果在电极XX之间不加电压，而在之间不加电压，而在YY之间加之间加不变电压不变电压，使，使Y的电势比的电势比Y高，高，电子将打在荧光屏的什么位置？电子将打在荧光屏的什么位置？电子沿电子沿Y Y方方向向向上向上偏移偏移3、示波管的原理、示波管的原理 (1)如果在电极如果在电极XX之间不加电压，而在之间不加电压，而在YY之间加之间加不变电压不变电压，使，使Y的电势比的电势比Y高，高，电子将打在荧光屏的什么位置？电子将打在荧光屏的什么位置？3、示波管的原理、示波管的原理 (

13、1)如果在电极如果在电极XX之间不加电压，而在之间不加电压，而在YY之间加之间加不变电压不变电压，使，使Y的电势比的电势比Y高，高，电子将打在荧光屏的什么位置？电子将打在荧光屏的什么位置？电子沿电子沿Y Y方方向向向下向下偏移偏移3、示波管的原理、示波管的原理 (1)如果在电极如果在电极XX之间不加电压，但在之间不加电压，但在YY之间加之间加不变电压不变电压，使，使Y的电势比的电势比Y高，高，电子将打在荧光屏的什么位置？电子将打在荧光屏的什么位置？3、示波管的原理、示波管的原理 (1)如果在电极如果在电极XX之间不加电压，但在之间不加电压，但在YY之间加之间加不变电压不变电压，使，使Y的电势比

14、的电势比Y高，高，电子将打在荧光屏的什么位置？电子将打在荧光屏的什么位置？ 如果在电极如果在电极 YY之间不加电压，但在之间不加电压，但在XX之间加之间加不变电压不变电压，使，使X的电势比的电势比X高，电高，电子将打在荧光屏的什么位置？子将打在荧光屏的什么位置？3、示波管的原理、示波管的原理 (1)如果在电极如果在电极XX之间不加电压，但在之间不加电压，但在YY之间加之间加不变电压不变电压，使，使Y的电势比的电势比Y高，高，电子将打在荧光屏的什么位置？电子将打在荧光屏的什么位置？ 如果在电极如果在电极 YY之间不加电压，但在之间不加电压，但在XX之间加之间加不变电压不变电压，使，使X的电势比的

15、电势比X高，电高，电子将打在荧光屏的什么位置？子将打在荧光屏的什么位置？电子沿电子沿X X方方向向向里向里偏移偏移3、示波管的原理、示波管的原理 (1)如果在电极如果在电极XX之间不加电压，但在之间不加电压，但在YY之间加之间加不变电压不变电压，使，使Y的电势比的电势比Y高，高，电子将打在荧光屏的什么位置？电子将打在荧光屏的什么位置？3、示波管的原理、示波管的原理 (1)如果在电极如果在电极XX之间不加电压，但在之间不加电压，但在YY之间加之间加不变电压不变电压，使，使Y的电势比的电势比Y高，高，电子将打在荧光屏的什么位置？电子将打在荧光屏的什么位置？ 如果在电极如果在电极 YY之间不加电压，

16、但在之间不加电压，但在XX之间加之间加不变电压不变电压，使，使X的电势比的电势比X高，电高，电子将打在荧光屏的什么位置？子将打在荧光屏的什么位置？3、示波管的原理、示波管的原理 (1)如果在电极如果在电极XX之间不加电压，但在之间不加电压，但在YY之间加之间加不变电压不变电压，使，使Y的电势比的电势比Y高，高，电子将打在荧光屏的什么位置？电子将打在荧光屏的什么位置？ 如果在电极如果在电极 YY之间不加电压，但在之间不加电压，但在XX之间加之间加不变电压不变电压，使，使X的电势比的电势比X高，电高，电子将打在荧光屏的什么位置？子将打在荧光屏的什么位置？电子沿电子沿X X方方向向向外向外偏移偏移3

17、、示波管的原理、示波管的原理 (2)如果在电极如果在电极XX之间不加电压，但在之间不加电压，但在YY之间加如图所示的之间加如图所示的交变电压交变电压，在荧光，在荧光屏上会看到什么图形？屏上会看到什么图形？3、示波管的原理、示波管的原理 (2)如果在电极如果在电极XX之间不加电压，但在之间不加电压，但在YY之间加如图所示的之间加如图所示的交变电压交变电压，在荧光，在荧光屏上会看到什么图形？屏上会看到什么图形？3、示波管的原理、示波管的原理 (2)如果在电极如果在电极XX之间不加电压，但在之间不加电压，但在YY之间加如图所示的之间加如图所示的交变电压交变电压，在荧光，在荧光屏上会看到什么图形？屏上

18、会看到什么图形？0tt0tt1 1电子沿电子沿Y Y方向方向向上向上偏移偏移3、示波管的原理、示波管的原理 (2)如果在电极如果在电极XX之间不加电压，但在之间不加电压，但在YY之间加如图所示的之间加如图所示的交变电压交变电压，在荧光，在荧光屏上会看到什么图形？屏上会看到什么图形？0tt0tt1 1电子沿电子沿Y Y方向方向向上向上偏移偏移3、示波管的原理、示波管的原理 (2)如果在电极如果在电极XX之间不加电压，但在之间不加电压，但在YY之间加如图所示的之间加如图所示的交变电压交变电压，在荧光，在荧光屏上会看到什么图形？屏上会看到什么图形？3、示波管的原理、示波管的原理 (2)如果在电极如果

19、在电极XX之间不加电压，但在之间不加电压，但在YY之间加如图所示的之间加如图所示的交变电压交变电压，在荧光，在荧光屏上会看到什么图形？屏上会看到什么图形？3、示波管的原理、示波管的原理t t1 1tttt2 2电子沿电子沿Y Y方向方向向下向下偏移偏移 (2)如果在电极如果在电极XX之间不加电压，但在之间不加电压，但在YY之间加如图所示的之间加如图所示的交变电压交变电压，在荧光，在荧光屏上会看到什么图形？屏上会看到什么图形？3、示波管的原理、示波管的原理t t1 1tttt2 2电子沿电子沿Y Y方向方向向下向下偏移偏移 (2)如果在电极如果在电极XX之间不加电压，但在之间不加电压，但在YY之

20、间加如图所示的之间加如图所示的交变电压交变电压，在荧光，在荧光屏上会看到什么图形？屏上会看到什么图形？3、示波管的原理、示波管的原理t t1 1tttt2 2电子沿电子沿Y Y方向方向向下向下偏移偏移 (2)如果在电极如果在电极XX之间不加电压，但在之间不加电压，但在YY之间加如图所示的之间加如图所示的交变电压交变电压，在荧光，在荧光屏上会看到什么图形？屏上会看到什么图形？3、示波管的原理、示波管的原理 (3)如果在如果在YY之间加如图所示的之间加如图所示的交变电交变电压压，同时在，同时在XX之间加之间加不变电压不变电压，使，使X的的电势比电势比X高高，在荧光屏上会看到什么图形？在荧光屏上会看

21、到什么图形？3、示波管的原理、示波管的原理 (3)如果在如果在YY之间加如图所示的之间加如图所示的交变电交变电压压，同时在，同时在XX之间加之间加不变电压不变电压，使，使X的的电势比电势比X高高，在荧光屏上会看到什么图形？在荧光屏上会看到什么图形？3、示波管的原理、示波管的原理 (3)如果在如果在YY之间加如图所示的之间加如图所示的交变电交变电压压，同时在，同时在XX之间加之间加不变电压不变电压，使，使X的的电势比电势比X高高，在荧光屏上会看到什么图形？在荧光屏上会看到什么图形？0tt0tt1 1电子沿电子沿Y Y方向方向向上向上偏，沿偏，沿X X方向方向向里向里偏偏3、示波管的原理、示波管的

22、原理 (3)如果在如果在YY之间加如图所示的之间加如图所示的交变电交变电压压，同时在，同时在XX之间加之间加不变电压不变电压，使，使X的的电势比电势比X高高，在荧光屏上会看到什么图形？在荧光屏上会看到什么图形？0tt0tt1 1电子沿电子沿Y Y方向方向向上向上偏，沿偏，沿X X方向方向向里向里偏偏3、示波管的原理、示波管的原理 (3)如果在如果在YY之间加如图所示的之间加如图所示的交变电交变电压压，同时在，同时在XX之间加之间加不变电压不变电压，使，使X的的电势比电势比X高高，在荧光屏上会看到什么图形？在荧光屏上会看到什么图形？3、示波管的原理、示波管的原理 (3)如果在如果在YY之间加如图

23、所示的之间加如图所示的交变电交变电压压，同时在，同时在XX之间加之间加不变电压不变电压，使，使X的的电势比电势比X高高，在荧光屏上会看到什么图形？在荧光屏上会看到什么图形？3、示波管的原理、示波管的原理t t1 1tttt2 2电子沿电子沿Y Y方向方向向下向下偏，沿偏，沿X X方向方向向里向里偏偏 (3)如果在如果在YY之间加如图所示的之间加如图所示的交变电交变电压压，同时在，同时在XX之间加之间加不变电压不变电压，使，使X的的电势比电势比X高高，在荧光屏上会看到什么图形？在荧光屏上会看到什么图形？3、示波管的原理、示波管的原理t t1 1tttt2 2电子沿电子沿Y Y方向方向向下向下偏，

24、沿偏，沿X X方向方向向里向里偏偏 (3)如果在如果在YY之间加如图所示的之间加如图所示的交变电交变电压压，同时在，同时在XX之间加之间加不变电压不变电压，使，使X的的电势比电势比X高高，在荧光屏上会看到什么图形？在荧光屏上会看到什么图形？3、示波管的原理、示波管的原理t t1 1tttt2 2电子沿电子沿Y Y方向方向向下向下偏，沿偏，沿X X方向方向向里向里偏偏 (3)如果在如果在YY之间加如图所示的之间加如图所示的交变电交变电压压，同时在，同时在XX之间加之间加不变电压不变电压，使，使X的的电势比电势比X高高，在荧光屏上会看到什么图形？在荧光屏上会看到什么图形？3、示波管的原理、示波管的

25、原理 (3)如果在如果在YY之间加如图所示的之间加如图所示的交变电交变电压压，同时在，同时在XX之间加之间加不变电压不变电压，使，使X的的电势比电势比X高，在荧光屏上会看到什么图形？高，在荧光屏上会看到什么图形？3、示波管的原理、示波管的原理 (3)如果在如果在YY之间加如图所示的之间加如图所示的交变电交变电压压，同时在，同时在XX之间加之间加不变电压不变电压，使，使X的的电势比电势比X高，在荧光屏上会看到什么图形？高，在荧光屏上会看到什么图形？电子沿电子沿Y Y方向方向向向上向下上向下偏，沿偏，沿X X方向方向向外向外偏偏3、示波管的原理、示波管的原理 (3)如果在如果在YY之间加如图所示的

26、之间加如图所示的交变电交变电压压，同时在，同时在XX之间加之间加不变电压不变电压，使，使X的的电势比电势比X高，在荧光屏上会看到什么图形？高，在荧光屏上会看到什么图形？电子沿电子沿Y Y方向方向向向上向下上向下偏，沿偏，沿X X方向方向向外向外偏偏Ot13、示波管的原理、示波管的原理 (4)如果在如果在YY之间加如图所示的之间加如图所示的交变电交变电压压，同时在，同时在XX之间加之间加锯齿形扫描电压锯齿形扫描电压，在荧光屏上会看到什么图形？在荧光屏上会看到什么图形？XYOA B CD E FA B CD E Ft2t13、示波管的原理、示波管的原理 (4)如果在如果在YY之间加如图所示的之间加

27、如图所示的交变电交变电压压，同时在，同时在XX之间加之间加锯齿形扫描电压锯齿形扫描电压，在荧光屏上会看到什么图形？在荧光屏上会看到什么图形？XYOA B CD E FA B CD E FOt2t13、示波管的原理、示波管的原理 (4)如果在如果在YY之间加如图所示的之间加如图所示的交变电交变电压压，同时在，同时在XX之间加之间加锯齿形扫描电压锯齿形扫描电压，在荧光屏上会看到什么图形？在荧光屏上会看到什么图形？XYOA B CD E FA B CD E FAOt2t13、示波管的原理、示波管的原理 (4)如果在如果在YY之间加如图所示的之间加如图所示的交变电交变电压压，同时在，同时在XX之间加之

28、间加锯齿形扫描电压锯齿形扫描电压，在荧光屏上会看到什么图形？在荧光屏上会看到什么图形？XYOA B CD E FA B CD E FABOt2t13、示波管的原理、示波管的原理 (4)如果在如果在YY之间加如图所示的之间加如图所示的交变电交变电压压，同时在，同时在XX之间加之间加锯齿形扫描电压锯齿形扫描电压，在荧光屏上会看到什么图形？在荧光屏上会看到什么图形？XYOA B CD E FA B CD E FABOCt23、示波管的原理、示波管的原理 (4)如果在如果在YY之间加如图所示的之间加如图所示的交变电交变电压压，同时在，同时在XX之间加之间加锯齿形扫描电压锯齿形扫描电压，在荧光屏上会看到

29、什么图形？在荧光屏上会看到什么图形？XYOA B CD E FA B CD E FABOCt1t23、示波管的原理、示波管的原理 (4)如果在如果在YY之间加如图所示的之间加如图所示的交变电交变电压压，同时在，同时在XX之间加之间加锯齿形扫描电压锯齿形扫描电压，在荧光屏上会看到什么图形？在荧光屏上会看到什么图形？XYOA B CD E FA B CD E FABOCt1Dt23、示波管的原理、示波管的原理 (4)如果在如果在YY之间加如图所示的之间加如图所示的交变电交变电压压，同时在，同时在XX之间加之间加锯齿形扫描电压锯齿形扫描电压，在荧光屏上会看到什么图形？在荧光屏上会看到什么图形？XYO

30、A B CD E FA B CD E FABOCt1DEt23、示波管的原理、示波管的原理 (4)如果在如果在YY之间加如图所示的之间加如图所示的交变电交变电压压，同时在，同时在XX之间加之间加锯齿形扫描电压锯齿形扫描电压，在荧光屏上会看到什么图形？在荧光屏上会看到什么图形？XYOA B CD E FA B CD E FABOCt1DEFt23、示波管的原理、示波管的原理 (4)如果在如果在YY之间加如图所示的之间加如图所示的交变电交变电压压，同时在，同时在XX之间加之间加锯齿形扫描电压锯齿形扫描电压，在荧光屏上会看到什么图形？在荧光屏上会看到什么图形？XYOA B CD E FA B CD E FABOCt1DEFt23、示波管的原理、示波管的原理 (4)如果在如果在YY之间加如图所示的之间加如图所示的交变电交变电压压，同时在，同时在XX之间加之间加锯齿形扫描电压锯齿形扫描电压，在荧光屏上会看到什么图形？在荧光屏上会看到什么图形？XYOA B CD E FA B CD E FABOCt1DEFt24、如图所示的示波管，如果在、如图所示的示波管，如果在YY之间加如图之间加如图所示的所示的交变电压交变电压，同时在，同时在XX之间加如图所示之间加如图所示的的锯齿形电压锯齿形电压