87带电粒子在匀强电场中的运动.ppt

1、8.7 带电粒子在匀强电场中的运动,一、带电粒子的加速,二、带电粒子在电场中的偏转,三、示波器原理,预备知识：,1、匀加速直线运动,预备知识：,2、平抛运动,初速度为 的质点沿水平方向抛出,在 t 时刻其速度,预备知识：,（一）动能定理 1.内容 2.公式,（二）平抛运动 1.研究方法 2.运动规律,（三）电场力做功 1.匀强电场恒力 2.任何电场,带电粒子在匀强电场中的运动状态,匀变速直线运动,匀变速曲线运动,1.平衡（mg=Eq）,2.匀变速运动,静止,匀速直线运动,新课内容：,例1:设电子质量为m,电荷量为q,在炽热金属丝和金属板间加以电压U，如图所示，从炽热金属丝发射出的电子在真空中被

2、加速后，从金属板的小孔穿出,电子穿出后的速度有多大?,问题一:电池E的作用? 问题二:让电子加速穿过电场， 两极板该怎样带电？ 问题三:用能量观点如何列 方程求解?,(适用任何电场),一、带电粒子的加速,问题一:让电子加速穿过电 场，两极板该怎样带电？,一、带电粒子的加速,问题二:用能量观点如何列方程求解?,一、带电粒子的加速,若初速度为零:,一、带电粒子的加速,若初速度不为零:,练1：带电粒子在匀强电场中的平衡,平行电极板水平放置,如图所示,有一质量为m的带电油滴,放在两极板之间恰好保持静止,已知两极板电势差为U,间距为d。则: A.油滴带正电,电量为mgU/d B.油滴带正电,电量为mgd

3、/U C.油滴带负电,电量为mgd/U D.油滴带负电,电量为2mgd/U,一、带电粒子的加速,练2：一质量为m,所带电荷量为-q的粒子以速度v0射入两带电平行极板间,如图所示,已知两极板间的电势差为U,距离为d,不计重力,则粒子穿出电场时的速度为:,一、带电粒子的加速,练3：如图所示,电子由静止开始从A板向B板运动,当到达B板时速度为v,保持两板间电势差不变,则 A.当增大两极板间距时, v也增大 B.当减小两极板间距时,v增大 C.当改变两极板间距时,v不变 D.当增大两极板间距时,电子在两极板间运动的时间增大,一、带电粒子的加速,练4：一初速为零的电子经电压为U=2500V的电场加速后,

4、获得的速度有多大?电子质量是0.9110-30kg,一、带电粒子的加速,求解带电体在电场中运动的三条思路: 1.从动力学的角度: 可利用牛顿运动定律和运动学的知识 2.从能量的角度: 可利用动能定理和能量守恒定律 3.从动量的角度: 可利用动量定理和动量守恒定律,沿初速度方向：速度为v0的匀速直线运动 沿电场力方向：初速为零的匀加速直线运动,（1）运动状态：,带电粒子以初速度v0垂直于电场线方向飞 入两带电平行板产生的匀强电场,受到恒 定的与初速度方向垂直的电场力的作用而 做匀变速曲线运动，轨迹为抛物线。,（2）研究方法：,运动的合成和分解（类平抛运动）,二、带电粒子在电场中的偏转,v,v0,

5、vy,y,水平方向：匀速直线运动,竖直方向：初速为零的匀加速直线运动,U2,L,二、带电粒子在电场中的偏转,应用运动的合成和分解知识进行处理:,a沿初速度方向的分运动为匀速直线运动,b平行电场方向是初速为零的匀加速直线运动,y,l,v0,运动时间,-q m,d U,二、带电粒子在电场中的偏转,二、带电粒子在电场中的偏转,二、带电粒子在电场中的偏转,水平方向速度：,离开电场需要的时间为：,竖直方向速度：,代入,速度方向：,练1：电子水平射入偏转电场中,射入时的速度V0=3.0107m/s,两极板的长度l=6.0cm相距d=2cm,极板间电压u=200v.求电子射出电场时竖直偏转的距离y,解：由公式,得,y=0.35cm,二、带电粒子在电场中的偏转,三、示波器原理,电子枪,偏转电极,荧 光 屏,构造：,利用电场可以使带电粒子加速或偏转 示波管是利用电场能使带