1、儀器名稱：示波器 型 號：COS5100,系統(tǒng)運行時，數(shù)以10億計的電子就將從這條加速管中以接近光速沖進儲存環(huán)中發(fā)生碰撞,北京正負電子對撞機加速器的起點,帶電粒子在電場中的運動,第一章 第八節(jié),3、某些帶電體是否考慮重力，要根據(jù)題目暗示或運動狀態(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，粒子，正負離子等。這些粒子所受重力和電場力相比在小得多，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。,帶電粒子在勻強電場中運動狀態(tài)：,勻變速直線運動加速、減速,勻變速曲

2、線運動偏轉(zhuǎn),1.平衡 （F合=0）,2.勻變速運動 （F合0）,靜止,勻速直線運動,可能是,我們知道，把一個帶電粒子放進電場中，它就具有一定的電勢能并受到電場力的作用，因此它可能會作各種各樣的運動，這在現(xiàn)代科學技術設備中有廣泛的應用。,例題1：右圖所示，兩平行金屬板間加一電壓U，有一帶正電荷q、質(zhì)量為m的帶電粒子在電場力的作用下以初速v0開始從正極板向負極板運動。則（1）帶電粒子在電場中作什么運動？（2）粒子穿出負極板時的速度多大？（3）粒子穿出負極板后做什么運動？,一般用“動能定理”求解,分析：對于粒子來說，一般有mgF，故可忽略。 (1)帶電粒子在電場中以加速度a=F/m=qU/md做勻加

3、 速直線運動。 (2)由v2-vo2=2ad 解得：,或：由動能定理qU=mv2/2-mv02/2解得：,一、帶電粒子的加速,+qm V0,V=?,一、帶電粒子的加速,方法1：運用運動學和動力學方法求解，設板間距為d,因電場力為恒力，所以有,方法2：運用能量觀點求解,速度與電勢差U、比荷量q成正比與距離d無關,例題1：實驗表明，熾熱的金屬絲可以發(fā)射電子。在熾熱金屬絲和金屬板間加以電壓U=2500V，從熾熱金屬絲發(fā)射出的電子在真空中被加速后，從金屬板的小孔穿出。電子射出后的速度有多大？設電子剛從金屬絲射出時的速度為零。,電子的質(zhì)量為0.9110-30 kg，電子的電荷量e=1.610-19 C兩

4、板的距離為20cm,帶電粒子：質(zhì)子，電子， 粒子等無特殊說明都不計重力，但不能忽略質(zhì)量。,如圖所示，在P板附近有一電子由靜止開始向Q板運動，則關于電子在兩板間的運動情況，下列敘述正確的是：( ),A.兩板間距越大，加速的時間越長 B.兩板間距離越小，加速度就越大，則電子到達Q板時的速度就越大 C.電子到達Q板時的速度與板間距離無關，僅與加速電壓有關 D.電子的加速度和末速度都與板間距離無關,AC,1：非勻強電場中, 如何計算？,電場力做功，只于始末位置電勢差有關,2：若帶正電粒子以V0負板向正板運動，分析,粒子運動情況,明確粒子V，a的變化情況,思 考：,3.若粒子以初速度V0沿垂直場強方向進

5、入電場， 離子的運動情況如何？,二、帶電粒子的偏轉(zhuǎn),二、 帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn),d,-q,S,1.粒子穿越電場的時間t=?,2.粒子離開電場的速度V=？,3.粒子離開電場時的偏角=？,4.沿垂直于板面方向偏移的距離=？,5.S =?,側(cè)移量,偏轉(zhuǎn)角度,粒子好象是從入射線中點直接射出來的,類平拋運動,直線加速器,粒子在每個加速電場中的運動時間相等，因為交變電壓的變化周期相同,電子槍,熒光屏,如果在偏轉(zhuǎn)電極XX、YY上不加電壓，電子如何運動？如果在偏轉(zhuǎn)電極XX上不加電壓，偏轉(zhuǎn)電極YY上加電壓電子又如何運動？,三、示波管原理,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

6、力學和運動學角度分析,從做功和能量的角度分析,類似平拋運動的分析方法,粒子在與電場垂直的方向上做 勻速直線運動,粒子在與電場平行的方向上做 初速度為零的勻加速運動,P38練習第4題,讓一價氫離子、一價氦離子和二價氦離子的混合物經(jīng)過同一加速電場由靜止開始加速，然后在同一偏轉(zhuǎn)電場里偏轉(zhuǎn)，它們是否會分為三股？請說明理由。,比較離子在偏轉(zhuǎn)電場的側(cè)移距離y,如果 y不相同,比較離子是否以相同偏角 射出,如果 y 相同,如果不相同,會分為三股,如果 相同,不會分為三股,會分為三股,練習1：一個初速度為零的電子，在場強為4.0103 V/m的勻強電場中被加速，求經(jīng)過2.010-8 s后，電子的速度和動能。(

7、電子質(zhì)量為0.9110-30kg),解：電子在勻強電場中的加速度: a=F/m = eE/m 速度:v=at= eEt/m = 1.4107 m/s 動能Ek= =8.910-17 J,練習2。一動能為1000eV的電子，沿著與電場垂直的方向進入勻強偏轉(zhuǎn)電場，已知偏轉(zhuǎn)電極長6.0cm，相距離1cm，偏轉(zhuǎn)電壓4.0V，求電子離開偏轉(zhuǎn)電場時的偏轉(zhuǎn)角度。,解：由偏轉(zhuǎn)角度公式 及1eV=1.610-19J, 有 = =0.012 解得：=0.69,練習3。兩塊平行的金屬板A、B之間的電壓是80V，一個電子以6.0106 m/s的速度從小孔C垂直A板進入電場，該電子能打在B板上嗎？如果能打在B板上，它到達B板時的速度有多大？如果電源電壓變?yōu)?20V，情況又會怎樣？,解: 電子射入電場時具有的初動能: Ek= = 1.610-17 J 電子從A板到達B板需克服電場力做功