带电粒子在电场中的运动

1、第9节 带电粒子在电场中的运动,青岛志贤中学 物理组,复习提问,1、牛顿第二定律的表达式？ 2、动能定理的表达式？ 3、平抛运动的相关知识点。 4、电场力做功的计算公式？,导入新课,如图所示，在真空中有一对平行金属板，两板间加以电压U。两板间有一带正电荷q的带电粒子。它在电场力的作用下，由静止开始从正极板向负极板运动，到达负板时的速度有多大？(不考虑粒子的重力）,一、带电粒子的加速,新课学习,+qm V0,V=?,1、受力分析:,水平向右的电场力 FEq=qU/d,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 运用能量知识求解,简

2、单常用,思考与讨论：如两极板间不是匀强电场上面的结果是否仍然适用？为什么？,粒子不再做匀加速直线运动，所以第一种方法无法使用。由于电场力做功与场强是否匀强无关，与运动路径也无关，第二种方法仍适用！,用第2种方法求解例题1,电子质量m=0.910-30kg 电子的电荷量e=1.610-19C,d,U,v0,q、m,F,v,v0,vy,y,偏转角,侧移,试根据类平抛运动的知识，推导偏移量 y和偏转角,二. 带电粒子在电场中的偏转,1.受力分析：粒子受到竖直向下的静电力FEq=qU/d。,2.运动规律分析:粒子作类平抛运动。,x方向：匀速直线运动 y方向：加速度为 的匀加速直线运动。,3. x方向：

3、,4. y方向：,5、离开电场时的偏转角度的正切：,用运动学方法求解例题2,请同学们对本节知识进行小结,课堂小结,优化探究:例题1、跟踪1、范例、随堂训练1、2、5。,布置作业,三、 加速和偏转一体,新课学习,让一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子的混合物经过同一加速电场由静止开始加速，然后在同一偏转电场里偏转，在通过加速电场时获得的动能是否相同？通过偏转电场时，它们是否会分为三股？,答案：通过加速电场时获得的动能Ek=qU,加速电压相同，二价氦离子电荷量最大，所以二价氦离子获得动能最大。,思考,由 得粒子的偏转量由加速电场和偏转电场决定，所以三种粒子不可能分开为三股。,例3：离子发生器发射出一

4、束质量为m，电荷量为q的负离子，从静止 经加速电压U 1 加速后，沿垂直于电场线方向射入两平行板中央，受偏转电压U2作用后，以速度离开电场，已知平行板长为，两板间距离为d。,(1)刚进入偏转电场时的速度V0 (2)离子在偏转电场中运动的时间、加速度、末速度的大小； (3)离子在离开偏转电场时的沿电场方向的偏移量和 偏转角的正切值。,l,u1,d,v0,四、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：由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，管内抽成真空。,1、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

5、么图形？,Y,Y,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,扫描电压,、的作用：同理可得亮斑在水平方向偏移随加在上的电压而变化，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,Y,Y,X,X,产生高速飞行的电子束,待显示的电压信号,锯齿形扫描电压,使电子沿Y方向偏移,使电子沿x方向偏移,3、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？,X,Y,O,A,B,C,D,E,F,A,B,C,D,E,F,A,B,O,C,t1,D,E,F,t2,如果信号电压是周期性的，并且扫描电压与信号电压