《带电粒子在电场中的运动》教学课件.pptx

1、 带电粒子在电场中的运动一、带电粒子在电场中的加速一、带电粒子在电场中的加速 +U1q两板间电势差为两板间电势差为U1质量为质量为 m 电量为电量为 q 的粒子从负极板的粒子从负极板静止开始运动，求到达正极板时的静止开始运动，求到达正极板时的速度。速度。设末速度为设末速度为 v ，由动能定理：，由动能定理： 可得：可得：221mvqU 1mqUv21v=at221atd dmqUa mqUv2二、带电粒子的偏转二、带电粒子的偏转 已知，平行两个电极板间距为已知，平行两个电极板间距为d，板长为板长为l，初速度，初速度 v0，方向与电，方向与电场方向垂直，板间电压为场方向垂直，板间电压为U，带电粒

2、子质量为带电粒子质量为m，带电量为，带电量为-q推导带电粒子射出偏转电场推导带电粒子射出偏转电场后的偏移距离后的偏移距离y及速度偏转角及速度偏转角 l+ + + + + +- - - - - -U2yv0vvyM初速度方向：初速度方向：l v0t 电场力方向：电场力方向：F=maE=U/d F=qE 联立联立 得：得： 又又vy= at 联立联立 得：得： tan 221aty dmvqUly20220tanvvydmvqUl20mdqUa加速偏转一体加速偏转一体20222vLmdqUy d L+-U2-qyvv0vy202tanmdvLqU+_U1221mvqU1=0已知粒子经电压已知粒子经

3、电压U1加速后，加速后，进入两块间距为进入两块间距为d，长度为，长度为l 的平行金属板，板间电压为的平行金属板，板间电压为U2，求电荷的侧移量，求电荷的侧移量y和和偏转角偏转角 1224dULU122dULU)2(tanLXY d、L+-U2+_U120222vLmdqUy 202tanmdvLqU221mvqU1=0yvv0vyvMPXYO22llXyY出电场出电场解：在加速电场中： 在偏转电场中：v0方向：l= v0t 电场力方向：F=Eq F=ma E= y= at2 联立得： 又vy= at 联立 得： 在电场外： 20121mvqU 21dU2dUlUy1224dULU122tan

4、0tanvvyXYL2tandUlUXlY122)2(mdqUa23示波管的原理示波管的原理（1）示波管的构造：由电子枪、偏转电极和荧光）示波管的构造：由电子枪、偏转电极和荧光屏组成（如图）。屏组成（如图）。（2）原理：利用了带电粒子在电场中偏转的规律，）原理：利用了带电粒子在电场中偏转的规律，灵敏、直观地显示出电信号随时间变化的图线。灵敏、直观地显示出电信号随时间变化的图线。解：在加速电场中： 在偏转电场中：v0方向：l= v0t 电场力方向：F=Eq F=ma E= y= at2 联立得： 又vy= at 联立 得： 在电场外： 20121mvqU 21dU2dUlUy1224dULU122tan 0tanvvyXYL2tandUlUXlY122)2(mdqUa2小结小结1224dULU122dULU d、L+-U2+_U120222vLmdqUy 202tanmdvLqU221mvqU1=0yvv0vyvMPXYO)2(tanLXY22llXyY