19帶電粒子在電場中的運動

1、帶電粒子在電場中的運動帶電粒子在電場中的運動示示波波器器示波管示波管帶電粒子在電場中受靜電力作用，我們可以利用電場來控制粒子，使它加速或偏轉如圖所示是示波器的核心部件示波管帶電粒子在電場中的運動有什么特點呢？一、帶電粒子在電場中的加速1帶電粒子的分類(1)基本粒子：如電子、質子、粒子、離子等，除有說明或有明確的暗示以外，此類粒子一般不考慮重力(但并不忽略質量)。(2)帶電微粒：如液滴、油滴、塵埃、小球等，除有說明或有明確的暗示以外，一般都不能忽略重力。q電子來自哪里q如何使電子加速？q用什么樣的電場加速？q電子做什么運動？A AB BU Ud d-F F亮斑的形成亮斑的形成、動力學方法：、動力

2、學方法： A AB BU Ud dE E+F Fv由牛頓第二定律：由牛頓第二定律：mFa mqEmdqU由運動學公式：由運動學公式：adv202adv2mqU2mqUv2只適用于只適用于勻強電場勻強電場2 2、動能定理：、動能定理： A AB BU Ud dE E+v由動能定理：由動能定理：0212mvWqUW 又221mvqU mqUv2也適用于也適用于非非勻強電場勻強電場解法一：運用運動學知識求解解法一：運用運動學知識求解adv22mqUv2mdqUmFa解法二：運用能量知識求解解法二：運用能量知識求解221mvqU mqUv2處理帶電粒子在電場中運動問題的兩種基本思路兩個角度兩個角度內容

3、內容動力學角度動力學角度功能關系角度功能關系角度涉及知識涉及知識應用牛頓第二定律結合勻應用牛頓第二定律結合勻變速直線運動公式變速直線運動公式功的公式及動能定理功的公式及動能定理選擇條件選擇條件勻強電場，電場力是恒力勻強電場，電場力是恒力可以是勻強電場，也可以可以是勻強電場，也可以是非勻強電場，電場力可是非勻強電場，電場力可以是恒力，也可以是變力以是恒力，也可以是變力q經(jīng)過加速的熱電子通過小孔后只能打在屏幕的正中間，怎樣使這個點偏離中央位置呢？+_YYv0q、m+ + + + + + - - - - - 二、帶電粒子的偏轉二、帶電粒子的偏轉 ldUv0q、m+ + + + + + + - - -

4、 - - - 二、帶電粒子的偏轉二、帶電粒子的偏轉q帶電粒子在電場中做什么運動？ q如何研究這種運動如何研究這種運動 平行電場方向：勻速直線運動勻速直線運動 垂直電場方向：初速為零的勻加速直線運動初速為零的勻加速直線運動F類平拋運動類平拋運動 ldUv0q、m+ + + + + + + + - - - - - - - -二、帶電粒子的偏轉二、帶電粒子的偏轉Fq求粒子的偏移距離求粒子的偏移距離? ? q求粒子的出射速度大小及偏轉角求粒子的出射速度大小及偏轉角? ?vv0vyy偏轉角偏轉角偏移距離偏移距離 ldUv0q、m+ + + + + + + + - - - - - - - -二、帶電粒子的

5、偏轉二、帶電粒子的偏轉Fvv0vyymFa mqEmdqU0vlt 221aty dmvqUl2022atvydmvqUl00tanvvydmvqUl20tan2 lyl /2粒子好象是從入射線中點直接射粒子好象是從入射線中點直接射出來的出來的 ldUv0q、m+ + + + + + + + - - - - - - - -二、帶電粒子的偏轉二、帶電粒子的偏轉Fvyq帶電粒子出偏轉電場后做什么運動假設熒光屏到極板的距離為L，求打在屏上偏離中心位置豎直位移Yl /2dmvqUl20tantan2 LlYLPY_+U1U2-qm三、加速與偏轉綜合：三、加速與偏轉綜合：2021mvqU 122022t

6、andULUmdvLqU l+ + + + + + + + - - - - - - - -vyl /2LPY1222 tan2dULULlLlY 示波器q如果要使電子在水平方向也要偏轉，示波管內還應該有什么裝置+_YYXXXXYY四、示波器的原理四、示波器的原理示波管的構造示波器是可以用來觀察電信號隨時間變化情況的一種電子儀器，其核心部分是示波管，它由電子槍、偏轉電極和熒光屏組成(如圖所示)，管內抽成真空各部分作用為：(1)電子槍：發(fā)射并加速電子；(2)豎直偏轉電極：使電子束豎直偏轉(加信號電壓)；(3)水平偏轉電極：使電子束水平偏轉(加掃描電壓)；(4)熒光屏：顯示圖象示波管的管理示波器的基

7、本原理是帶電粒子在電場力作用下的加速和偏轉(1)偏轉電極不加電壓：從電子槍射出的電子將沿直線運動，射到熒光屏的中心點形成一個亮斑(2)示波管實際工作時，豎直偏轉板和水平偏轉板都加上電壓，一般加在豎直偏轉板上的電壓是要研究的信號電壓，加在水平偏轉板上的是掃描電壓，若兩者周期相同，在熒光屏上就會顯示出信號電壓隨時間變化的波形圖tUYtUXtUYtUXT四、示波器的原理四、示波器的原理UYYttUXX如果兩對極板上加如圖電壓，則在屏上分別出現(xiàn)什么圖像思考：X極板上加什么樣的電壓才可以使屏上出示的圖像就是Y極板的輸入電壓隨時間的圖像，并分析原因。如果在如果在YYYY之間加如圖所示的之間加如圖所示的交變電壓交變電壓，同時，同時在在XXXX之間加之間加鋸齒形掃描電壓鋸齒形掃描電壓，在熒光屏上，在熒光屏上會看到什么圖形？會看到什么圖形？A B CD E FA B CD E F課堂小結課堂小結一、利用電場使帶電粒子加速一、利用電場使帶電粒子加速二、利用電場使帶電粒子偏轉二、利用電場使帶電粒子偏轉從動力學和運動學角度分析從動力學和運動學角度分析從做功和能量的角度分