带电粒子在电场中的偏转.课件.ppt

1、+-v vv v0 0v vy yy+_U1U2v v0 0 L L-qm带电粒子在电场中的偏转带电粒子在电场中的偏转复习回顾复习回顾1. 物体做曲线运动的条件是什么？做平物体做曲线运动的条件是什么？做平抛运动的条件是什么？平抛运动是什抛运动的条件是什么？平抛运动是什么性质的运动？么性质的运动？2. 平抛运动的两个分运动各是什么性质平抛运动的两个分运动各是什么性质的运动？的运动？3. 怎样求平抛运动的时间？怎样求平抛运动的时间？4. 怎样求落体速度？怎样求落体速度？思思 考考 ld+- - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + +U2v0q、m如图一带电粒

2、子以垂直匀强电场的场强方向如图一带电粒子以垂直匀强电场的场强方向从两极板中间以初速度从两极板中间以初速度v v0 0射入电场，若不计射入电场，若不计粒子的重力，带电粒子将做什么运动？粒子的重力，带电粒子将做什么运动？ ld+- - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + +Uv0q、mF+vv0vyy偏转角偏转角侧移侧移二、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如何求偏移量和偏转角？如何求偏移量和偏转角？ 粒子运动的加速度粒子运动的加速度a;a; 粒子在电场中的运动时间粒子在电场中的运动时间t;t; 粒子射出电场而不打在极板上竖直方向上粒子

3、射出电场而不打在极板上竖直方向上的偏移距离的偏移距离y y； 粒子离开电场时竖直方向的分速度粒子离开电场时竖直方向的分速度V Vy y 粒子在离开电场时的速度大小粒子在离开电场时的速度大小V V。 粒子在离开电场时的偏转角度粒子在离开电场时的偏转角度. 粒子从进入极板到穿出极板电场力做的功粒子从进入极板到穿出极板电场力做的功是多少？是多少？ 粒子能射出极板的条件是什么？粒子能射出极板的条件是什么？思考思考二、带电粒子在匀强电场中的二、带电粒子在匀强电场中的偏移量偏移量mFa mqEmdqU0vlt 221aty dmvqUl2022类平抛运动类平抛运动与粒子比荷与粒子比荷q/m成正比成正比与粒

4、子初速度与粒子初速度v0平方成反比平方成反比与电场的属性与电场的属性U、l、d有关有关mFa mqEmdqU0vlt atvydmvqUl0与粒子比荷与粒子比荷q/m成正比成正比与粒子初速度与粒子初速度v0平方成反比平方成反比与电场的属性与电场的属性U、l、d有关有关0tanvvydmvqUl20类平抛运动类平抛运动二、带电粒子在匀强电场中的二、带电粒子在匀强电场中的偏转角偏转角x0y0v = vqUlv =at=mdv2222xyxyV =v +vV =v +v带电粒子离开电场时速度大小带电粒子离开电场时速度大小粒子从进入极板到穿出极板电场力做的功粒子从进入极板到穿出极板电场力做的功2022

5、22VmdLUqqEyW2202222VmdLUqEW2K粒子能射出极板的条件：粒子能射出极板的条件：X=L，yd/2+-v vv v0 0v vy yy+_U1U2v v0 0 L LmqUv102222220124qUU LLymd vU d22201tan2qU LU LmdvU d-qm三、三、 加速和偏转一体加速和偏转一体如图，电子在电势差为如图，电子在电势差为U U1 1的加速电场中由静的加速电场中由静止开始加速，然后射入电势差为止开始加速，然后射入电势差为U U2 2的两块平的两块平行极板间的电场中，入射方向跟极板平行。行极板间的电场中，入射方向跟极板平行。整个装置处在真空中，重

6、力可忽略。整个装置处在真空中，重力可忽略。在满足在满足电子能射出平行板区的条件下电子能射出平行板区的条件下，下述四种情，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角况中，一定能使电子的偏转角变大的是变大的是 A A、U U1 1变大、变大、U U2 2变大变大 B B、U U1 1变小、变小、U U2 2变大变大C C、U U1 1变大、变大、U U2 2变小变小 D D、U U1 1变小、变小、U U2 2变小变小122tandULUB让一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子的让一价氢离子、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，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

7、电场里偏转，在通过加速电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，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？请说明理由。它们是否会分为三股？请说明理由。思考思考比较离子在偏转电场的侧移距离比较离子在偏转电场的侧移距离y如果如果 y不相同不相同比较离子是否以比较离子是否以相同偏角相同偏角 射出射出如果如果 y 相同相同如果如果不相同不相同会分为三股会分为三股如果如果 相同相同不会分为三股不会分为三股会分为三股会分为三股加偏dUlUy42加偏dUlUtg21.1. 结论结论1 1：不同的带电粒子（电性相同），：不同的带电粒子（电性相同），若经过

8、同一电场加速，又进入同一偏转电若经过同一电场加速，又进入同一偏转电场，则它们的运动轨迹必然重合。场，则它们的运动轨迹必然重合。2.2. 结论结论2 2：粒子的偏移量取决于加速电压：粒子的偏移量取决于加速电压U U1 1和偏转电压和偏转电压U U2 2，加速电压，加速电压U U1 1越小，偏转电越小，偏转电压压U U2 2越大，偏移量越大。越大，偏移量越大。3.3. 结论结论3 3：粒子从偏转电场射出时，就好象：粒子从偏转电场射出时，就好象从极板间从极板间L/2L/2处沿直线射出似的。处沿直线射出似的。4.4. 结论结论4 4：粒子从两板中间射入，恰能飞出：粒子从两板中间射入，恰能飞出极板的临界

9、条件极板的临界条件,y,y d/2; d/2;粒子从极板边粒子从极板边缘射入，恰能飞出极板的临界条件缘射入，恰能飞出极板的临界条件y dy d dmvqUly2022dmvqUl20tantanyx dmvqUldmvqUl2020222lx带电粒子在电场中的运动带电粒子在电场中的运动+-v vv v0 0v vy yy+_U1U2v v0 0 L L-qm接上题，若接上题，若M M为荧光屏，到电场右边距离为为荧光屏，到电场右边距离为LL，则离子打在，则离子打在M M上的亮点到上的亮点到O O的距离为多少的距离为多少LLO1222022214221dULUvLmdqUyat出电场后，匀速出电场

10、后，匀速直线运动到直线运动到A A点，点，LL1222tandULUyLL)2(21221LdULUyyLy1220202tandULUmdvLqUVVy1.1.当偏转电压当偏转电压U U2 2逐渐减小时，逐渐减小时，A A点如何移动？点如何移动？2.2.当当U U2 2为正弦交流电时，为正弦交流电时，A A点又如何运动？点又如何运动？讨论讨论: :)2(21221LdULUyyLy如图所示，二价氦离子和质子的混合体，经如图所示，二价氦离子和质子的混合体，经同一加速电场加速后，垂直射入同一偏转同一加速电场加速后，垂直射入同一偏转电场中，偏转后，打在同一荧光屏上，则电场中，偏转后，打在同一荧光屏

11、上，则它们（它们（ ） A A、侧移相同、侧移相同 B B、偏转角相同、偏转角相同 C C、到达屏上同一点、到达屏上同一点 D D、到达屏上不同点、到达屏上不同点ydUlU1224122022tandULUmdvLqUABCABC 一束电子流在经一束电子流在经U U=5000 V=5000 V的加速电压加速的加速电压加速后，在距两极板等距处垂直进入平行板间后，在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场，如图所示，若两板间距的匀强电场，如图所示，若两板间距d d=1.0 =1.0 cmcm，板长，板长l l=5.0 cm=5.0 cm，那么，要使电子能从，那么，要使电子能从平行板间飞出，两个极板

12、上最多能加多大平行板间飞出，两个极板上最多能加多大电压电压? ?电场力做功多少，电势能的变化量为电场力做功多少，电势能的变化量为多少？多少？所加电压最大为所加电压最大为400 V 400 V 如图，有一电子（电量为如图，有一电子（电量为e e）经电压）经电压U U0 0加加速后，进入两块间距为速后，进入两块间距为d d、电压为、电压为U U的平行的平行金属板间。若电子从两板正中间垂直电场金属板间。若电子从两板正中间垂直电场方向射入，且正好能穿过电场。求：方向射入，且正好能穿过电场。求：金属板金属板ABAB的长度；的长度；电子穿出电场时的动能。电子穿出电场时的动能。U0dAB 示波器的原理如图，一束电子从静止开始示波器的原理如图，一束电子从静止开始经加速电压经加速电压U U1 1加速后，以水平速度射入水加速后，以水平速度射入水平放置的两平行金属板中间金属板长为平放置的两平行金属板中间金属板长为L L，两板距离为两板距离为d d，竖直放置的荧光屏距离金属，竖直放置的荧光屏距离金属板右端为板右端为LL，若在两金属板间加直流电压，若在两金属板间加直流电压U U2 2时，光点偏离中线与荧光屏的交点时，光点偏离中线与荧光屏的交点O O，打，打在荧光屏上的在荧光屏上的P P点，求点，求OPOP的长度。的长度。U1U2LLdOP