1.9帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)1.9帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)1一個(gè)電子的質(zhì)量為0.91×10-30kg,電荷量e=1.6×10-19C，當(dāng)它位于E=5×104V/m的電場中時(shí):受到的重力G為多大？受到的電場力F為多大？F/G=？你會發(fā)現(xiàn)什么？G=mg=9×10-30NF/G=1×1015F=qE=8×10-15N

電子、質(zhì)子、離子等微觀帶電粒子所受重力一般遠(yuǎn)小于電場力，重力可以忽略（有說明或暗示除外）。注意：忽略粒子的重力并不是忽略粒子的質(zhì)量一個(gè)電子的質(zhì)量為0.91×10-30kg,23、某些帶電體是否考慮重力，要根據(jù)題目暗示或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來判定電場中的帶電粒子一般可分為兩類：1、帶電的基本粒子：如電子，質(zhì)子，α粒子，正負(fù)離子等。這些粒子所受重力和電場力相比小得多，除非有說明或明確的暗示以外，一般都不考慮重力。（但并不能忽略質(zhì)量）。2、帶電微粒：如帶電小球、液滴、塵埃等。除非有說明或明確的暗示以外，一般都考慮重力。3、某些帶電體是否考慮重力，要根據(jù)題目暗示或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來判定電3帶電粒子在勻強(qiáng)電場中運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：勻變速直線運(yùn)動(dòng)—加速、減速勻變速曲線運(yùn)動(dòng)—偏轉(zhuǎn)1.平衡（F合=0）2.勻變速運(yùn)動(dòng)（F合≠0）靜止勻速直線運(yùn)動(dòng)可能是mgqE+-帶電粒子在勻強(qiáng)電場中運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：勻變速直線運(yùn)動(dòng)—加速、減速勻變4++++++++________UE+q.mV0=0一、帶電粒子的加速V=?d方法1：運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)方法求解方法2：運(yùn)用能量觀點(diǎn)求解(一般用動(dòng)能定理)思考:在非勻強(qiáng)電場中,上述結(jié)果是否仍然適用？++++++++________UE+q.m一、帶電粒子的加51.運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)方法求解，設(shè)板間距為d,因電場力為恒力，所以有2.運(yùn)用能量觀點(diǎn)求解注：方法2不僅適用于勻強(qiáng)電場也適用于非勻強(qiáng)電場。速度與電勢差U、比荷有關(guān)，與距離d無關(guān)1.運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)方法求解，設(shè)板間2.運(yùn)用能量觀點(diǎn)求解6解:根據(jù)動(dòng)能定理得:

例題1：熾熱的金屬絲可以發(fā)射電子。在金屬絲和金屬板間加以電壓U=2500V，發(fā)射出的電子在真空中加速后，從金屬板的小孔穿出。電子穿出時(shí)的速度有多大？設(shè)電子剛離開金屬絲時(shí)的速度為零。解:根據(jù)動(dòng)能定理得:例題1：熾熱的金屬絲可以發(fā)射電子。在7二、帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的偏轉(zhuǎn)ld+-----------+++++++++Uv0q、m二、帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的偏轉(zhuǎn)ld+---8二、帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的偏轉(zhuǎn)ld+-----------+++++++++Uv0q、mF+vv0vyyθ偏轉(zhuǎn)角偏移距離類平拋運(yùn)動(dòng)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律主要有哪些方面？二、帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的偏轉(zhuǎn)ld+---9動(dòng)能定理：平行于板面方向:垂直于板面方向:類平拋公式規(guī)律：FX軸y軸ABU,m,粒子好象是從入射線中點(diǎn)直接射出來的動(dòng)能定理：平行于板面方向:垂直于板面方向:類平拋公式規(guī)律：F101、受力分析：電子受到豎直向下的電場力F＝Eq=qU/d2、運(yùn)動(dòng)分析:電子作類平拋運(yùn)動(dòng)。UL++++++------Y

dY′

v0

FV例題2：如圖所示，在真空中水平放置一對金屬板Y和Y’，板長為L，板間距離為d。在兩板間加以電壓U，一電子（質(zhì)量為m）從極板中央以水平速度v0射入電場。求電子射出電場時(shí)垂直于板面方向偏移的距離y和偏轉(zhuǎn)的角度θ(不計(jì)粒子的重力)1、受力分析：電子受到豎直向下的電場力F＝Eq=qU/d2、11解:電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場后,在豎直方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng).加速度所以偏移距離所以偏移角度水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)解:電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場后,在豎直方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)121、如圖，電子在電勢差為U1的加速電場中由靜止開始加速，然后射入電勢差為U2的兩塊平行極板間的電場中，入射方向跟極板平行。整個(gè)裝置處在真空中，重力可忽略。在滿足電子能射出平行板區(qū)的條件下，下述四種情況中，一定能使電子的偏轉(zhuǎn)角θ變大的是（）A、U1變大、U2變大B、U1變小、U2變大C、U1變大、U2變小D、U1變小、U2變小練習(xí)1、如圖，電子在電勢差為U1的加速電場中由靜止開始加速，13析與解對加速過程由動(dòng)能定理：對偏轉(zhuǎn)過程由偏轉(zhuǎn)角正切公式：dUlU122=dUlUy1224=B、U1變小、U2變大析與解對加速過程由動(dòng)能定理：對偏轉(zhuǎn)過程由偏轉(zhuǎn)角正切公式：dU14１、構(gòu)造電子槍偏轉(zhuǎn)電極-+熒光屏YY’XX’YY’XX’（1）電子槍：發(fā)射并加速電子（2）偏轉(zhuǎn)電極：YY′使電子束豎直偏轉(zhuǎn)；XX′使電子束水平偏轉(zhuǎn)（3）熒光屏：電子束打到熒光屏上能使該處的熒光物質(zhì)發(fā)光。三、示波管的原理１、構(gòu)造電子槍偏轉(zhuǎn)電極-+熒光屏YY’XX’YY’XX’（115YY’XX’-+--+-若金屬板水平放置電子將豎直偏轉(zhuǎn)若金屬板豎直放置電子將水平偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)電極的放置方式Y(jié)Y’XX’-+--+-若金屬板水平放置若金屬板豎直放置偏轉(zhuǎn)162、原理（１）ＹＹ′的作用：出電場后做勻速直線運(yùn)動(dòng)打到熒光屏上，可推得在豎直方向偏移Y：v0++++++------U2dlvyθvy_+U1-qmv0OYL由相似三角形：或2、原理（１）ＹＹ′的作用：出電場后做勻速直線運(yùn)動(dòng)打到熒光屏17若在YY′間加持續(xù)變化的信號電壓ut0若在YY′間加持續(xù)變化的信號電壓ut018（2）如果在XX’之間不加電壓,而在YY’之間所加的電壓按圖所示的規(guī)律隨時(shí)間變化，在熒光屏?xí)吹绞裁磮D形？YY’X’y′隨信號電壓同步變化，但由于視覺暫留和熒光物質(zhì)的殘光特性，只能看到一條豎直的亮線X示波器圖象（2）如果在XX’之間不加電壓,而在YY’之間所加的電壓按19UXt掃描電壓（3）ＸＸ′的作用：同理可得亮斑在水平方向偏移隨加在ＸＸ′上的電壓而變化，若所加的電壓為特定的周期性變化電壓則亮斑在水平方向來回運(yùn)動(dòng)－－掃描，如果掃描電壓變化很快，亮斑看起來為一條水平的亮線．示波器圖象YY’X’XUXt掃描電壓（3）ＸＸ′的作用：同理可得亮斑在水平方向偏移20如果在YY’之間加如圖所示的交變電壓，同時(shí)在XX’之間加鋸齒形掃描電壓，在熒光屏上會看到什么圖形？XYOABCDEFABCDEFABOCt1DEFt2如果在YY’之間加如圖所示的交變電壓，同時(shí)在XX’之間加鋸齒21如果信號電壓是周期性的，并且掃描電壓與信號電壓的周期相同，就可以在熒光屏上得到待測信號在一個(gè)周期內(nèi)隨時(shí)間變化的穩(wěn)定圖象XYY’X’UXt示波器圖象如果信號電壓是周期性的，并且掃描電壓與信號電壓的周期相同，就22課堂小結(jié)：一、利用電場使帶電粒子加速二、利用電場使帶電粒子偏轉(zhuǎn)從動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)角度分析從做功和能量的角度分析類似平拋運(yùn)動(dòng)的分析方法粒子在與電場垂直的方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)粒子在與電場平行的方向上做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)

課堂小結(jié)：一、利用電場使帶電二、利用電場使帶電粒從動(dòng)力學(xué)和231、下列粒子由靜止經(jīng)加速電壓為U的電場加速后，

哪種粒子動(dòng)能最大（）哪種粒子速度最大（）

A．質(zhì)子11H．B.氘核12H．C.α粒子24He．D.鈉離子（Na+）

練習(xí)與電量成正比與比荷平方根成正比CA1、下列粒子由靜止經(jīng)加速電壓為U的電場加速后，

哪種粒子動(dòng)能242、如圖所示，A、B為平行金屬板電容器，兩板間的距離為d，在A板的缺口的正上方距離為h的P處，有一靜止的、質(zhì)量為m、帶電量為+q的液滴由靜止開始自由落下，若要使液滴不落在B板上，兩板間的電壓U至少為多大？兩板間場強(qiáng)E至少為多大？例與練mgmgqE對全過程由動(dòng)能定理：2、如圖所示，A、B為平行金屬板電容器，兩板間的距離為d，在253、

a、b、c三個(gè)α粒子由同一點(diǎn)垂直場強(qiáng)方向進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場，其軌跡如圖所示，其中b恰好飛出電場，由此可以肯定（）①在b飛離電場的同時(shí)，a剛好打在負(fù)極板上②b和c同時(shí)飛離電場③進(jìn)入電場時(shí)，c的速度最大，a的速度最?、軇?dòng)能的增量相比，c的最小，a和b的一樣大A.① B.①② C.③④ D.①③④D3、a、b、c三個(gè)α粒子由同一點(diǎn)垂直場強(qiáng)方向進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場264、一個(gè)電荷量為-q質(zhì)量為m的帶電粒子，由靜止進(jìn)入一個(gè)電壓為U1的加速電場加速后，又垂直進(jìn)入一個(gè)電壓為U2的偏轉(zhuǎn)電場，經(jīng)偏轉(zhuǎn)電場偏轉(zhuǎn)后打在熒光屏上,整個(gè)裝置如圖示.求:(1)出偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的偏移距離y；(2)出偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的偏轉(zhuǎn)角；(3)打在熒光屏上時(shí)的偏移距離Y.v0++++++------U2dlvyθvy_+U1-qmv0OYLθ4、一個(gè)電荷量為-q質(zhì)量為m的帶電粒子，由靜止進(jìn)入一個(gè)電壓27v0++++++------U2dlvyθvy_+U1-qmv0OYL經(jīng)加速電場U1加速后:經(jīng)偏轉(zhuǎn)電場U2偏轉(zhuǎn)后:(1)偏移距離y:dmvqlU2022=2y(2)偏轉(zhuǎn)角:θdmvqlU20=2tanq(3)偏移距離Y:qtan)L2(lY+=dUlU122=dUlU1224=v0++++++------U2d28

5、如圖所示，兩平行金屬板豎直放置，左極板接地，中間有小孔。右極板電勢隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示。電子原來靜止在左極板小孔處。（不計(jì)重力作用）下列說法中正確的是()A.從t=0時(shí)刻釋放電子，電子將始終向右運(yùn)動(dòng)，直到打到右極板上B.從t=0時(shí)刻釋放電子，電子可能在兩板間振動(dòng)C.從t=T/4時(shí)刻釋放電子，電子可能在兩板間振動(dòng)，也可能打到右極板上D.從t=3T/8時(shí)刻釋放電子，電子必將打到左極板上

tuU0-U0oT/2T3T/22TAC5、如圖所示，兩平行金屬板豎直放置，左極板296.如圖所示，在P板附近有一電子由靜止開始向Q板運(yùn)動(dòng)，則關(guān)于電子到達(dá)Q板時(shí)的速度，下列說法正確的是：A、兩板間距離越大，加速的時(shí)間就越長，獲得的速度就越大B、兩板間距離越小，加速度就越大，獲得的速度就越大C、與兩板間距離無關(guān)，僅與加速電壓有關(guān)D、以上說法均不正確+--QPC6.如圖所示，在P板附近有一電子由靜止開始向Q板運(yùn)動(dòng)，則30

例題6：如圖所示，有一電子(電量為e、質(zhì)量為m)經(jīng)電壓U1加速后，沿平行金屬板A、B中心線進(jìn)入兩板，A、B板間距為d、長度為l，A、B板間電壓為U2，屏CD足夠大，距離A、B板右邊緣2l，AB板的中心線過屏CD的中心且與屏CD垂直。試求電子束打在屏上的位置到屏中心間的距離。例題6：如圖所示，有一電子(電量為e、質(zhì)量為m)經(jīng)電壓U131【練習(xí)1】：如圖所示，A、B為平行金屬板，兩板相距為d，分別與電源兩極相連，兩板的中央各有一小孔M和N．今有一帶電質(zhì)點(diǎn)，自A板上方相距為d的P點(diǎn)由靜止自由下落(P、M、N在同一豎直線上)，空氣阻力忽略不計(jì)，到達(dá)N孔時(shí)速度恰好為零，然后沿原路返回．若保持兩極板間的電壓不變，則（

）A．把A板向上平移一小段距離，質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)自由下落后仍能返回B．把A板向下平移一小段距離，質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)自由下落后將穿過N孔繼續(xù)下落C．把B板向上平移一小段距離，質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)自由下落后仍能返回D．把B板向下平移一小段距離，質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)自由下落后將穿過N孔繼續(xù)下落AD【練習(xí)1】：如圖所示，A、B為平行金屬板，兩板相距為d，分別32【練習(xí)3】：帶等量異種電荷的平行金屬板，其間距為d，兩板問的電勢差為U，極板與水平方向成37°角放置，有一質(zhì)量為m的帶電粒子從下極板上端附近釋放，恰好沿水平方向從上極板下端穿過電場，求:(1)粒子帶何種電荷?電量多少?(2)粒子的加速度多大?粒子射出電場時(shí)的速度多大?【練習(xí)3】：帶等量異種電荷的平行金屬板，其間距為d，兩板問的33【練習(xí)4】：如圖所示，兩平行金屬板間有一勻強(qiáng)電場，板長為L，板間距離為d，在板右端L處有一豎直放置的光屏M，一帶電荷量為q，質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)從兩板中央射入板間，最后垂直打在M屏上，則下列結(jié)論正確的是()A．板間電場強(qiáng)度大小為mg/qB．板間電場強(qiáng)度