帶點(diǎn)粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)

1、關(guān)于帶點(diǎn)粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)第一張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月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(lái)判定電場(chǎng)中的帶電粒子一般可分為兩類(lèi)：1、帶電的基本粒子：如電子，質(zhì)子，粒子，正負(fù)離子等。這些粒子所受重力和電場(chǎng)力相比小得多，除非有說(shuō)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(shuō)明或明確的暗示以外，一般都考慮重力。第二張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)情況：受到恒定的電場(chǎng)力受力情況： 做勻變速運(yùn)動(dòng)(只受電場(chǎng)力）第三張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月一. 帶電粒子在電場(chǎng)中

2、的加速用牛頓運(yùn)動(dòng)定律分析用動(dòng)能定理分析E1（加速電壓）第四張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月eUm-+帶電粒子的加速 d1、受力分析: 水平向右的電場(chǎng)力 FEe=eU/dF2、運(yùn)動(dòng)分析:初速度為零，加速度為a=eU/md的向右勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。解法一運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)求解解法二運(yùn)用能量知識(shí)求解初速度為零的粒子加速后的速度只與加速電壓有關(guān)第五張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月思考題 如兩極板間不是勻強(qiáng)電場(chǎng)該用何種方法求解？為什么？ 由于電場(chǎng)力做功與場(chǎng)強(qiáng)是否勻強(qiáng)無(wú)關(guān)，與運(yùn)動(dòng)路徑也無(wú)關(guān)，第二種方法仍適用！第六張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 例：如圖所示，在P板附近有一電子由靜止

3、開(kāi)始向Q板運(yùn)動(dòng)，則關(guān)于電子在兩板間的運(yùn)動(dòng)情況，下列敘述正確的是：( )A.兩板間距越大，加速的時(shí)間越長(zhǎng)B.兩板間距離越小，加速度就越大，則電子到達(dá)Q板時(shí)的速度就越大C.電子到達(dá)Q板時(shí)的速度與板間距離無(wú)關(guān)，僅與加速電壓有關(guān)D.電子的加速度和末速度都與板間距離無(wú)關(guān) AC 第七張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月下列粒子由靜止經(jīng)加速電壓為U的電場(chǎng)加速后，哪種粒子動(dòng)能最大 （ ） 哪種粒子速度最大 （ ） A、質(zhì)子 B、電子 C、氘核 D、氦核 強(qiáng)化練習(xí)與電量成正比與比荷平方根成正比DBe/m(質(zhì)子 )e/m/1840（電子）e/2m（氘核 ）2e/4m（氦核）第八張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2

4、022年6月 ld+- - - - - - - - + + + + + + + + + Uv0q、m二. 帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)第九張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 ld+- - - - - - - -+ + + + + + + + +Uv0q、mF+vv0vyy偏轉(zhuǎn)角側(cè)移二. 帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)試根據(jù)類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)的知識(shí)，推導(dǎo)偏移量 y和偏轉(zhuǎn)角不計(jì)重力第十張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1.受力分析：粒子受到豎直向下的靜電力FEq=qU/d2.運(yùn)動(dòng)規(guī)律分析:粒子作類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)。x方向：勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)Y方向：加速度為 的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。 3. x方向 4. y方向 5、離開(kāi)電場(chǎng)

5、時(shí)的偏轉(zhuǎn)角度的正切： y v0vy Fv+-v0Y dUY q Ltan=6、離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)位移方向與電場(chǎng)方向夾角的正切 tan =第十一張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月結(jié)論：帶電粒子初速度垂直于電場(chǎng)方向飛入勻強(qiáng)電場(chǎng)的問(wèn)題就是一個(gè)類(lèi)平拋的問(wèn)題。粒子在與電場(chǎng)垂直的方向上做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)粒子在與電場(chǎng)平行的方向上做初速為零的勻加速運(yùn)動(dòng)出電場(chǎng)時(shí)速度的反向延長(zhǎng)線(xiàn)與x軸交點(diǎn)是x方向位移的中點(diǎn)第十二張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月質(zhì)子(質(zhì)量為m、電量為e)和二價(jià)氦離子(質(zhì)量為4m、電量為2e)以相同的初動(dòng)能垂直射入同一偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中，離開(kāi)電場(chǎng)后，它們的偏轉(zhuǎn)角正切之比為 ，側(cè)移之比為 。 與電量成正

6、比與電量成正比2:12:1強(qiáng)化練習(xí)第十三張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 L三、 加速和偏轉(zhuǎn)+-vv0vy+_U1U2v0-qmy第十四張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 讓一價(jià)氫離子、一價(jià)氦離子和二價(jià)氦離子的混合物經(jīng)過(guò)同一加速電場(chǎng)由靜止開(kāi)始加速，然后在同一偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)里偏轉(zhuǎn)，在通過(guò)加速電場(chǎng)時(shí)獲得的動(dòng)能是否相同？通過(guò)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)，它們是否會(huì)分為三股？請(qǐng)說(shuō)明理由。答案：通過(guò)加速電場(chǎng)時(shí)獲得的動(dòng)能Ek=qU,加速電壓相同，二價(jià)氦離子電荷量最大，所以二價(jià)氦離子獲得動(dòng)能最大。 粒子的偏轉(zhuǎn)量由加速電場(chǎng)和偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)決定，所以三種粒子不可能分開(kāi)為三股。vvyy L+-v0+-U1U2v0-qm思考題

7、第十五張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1、三個(gè)電子在同一地點(diǎn)沿同一直線(xiàn)垂直飛入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，如圖所示。則由此可判斷（ ） A、 b和c同時(shí)飛離電場(chǎng) B、在b飛離電場(chǎng)的瞬間，a剛好打在下極板上 C、進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)，c速度最大，a速度最小 D、c的動(dòng)能增量最小， a和b的動(dòng)能增量一樣大 強(qiáng)化練習(xí)BCD第十六張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月、如圖，電子在電勢(shì)差為U1的加速電場(chǎng)中由靜止開(kāi)始加速，然后射入電勢(shì)差為U2的兩塊平行極板間的電場(chǎng)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(mǎn)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)角變大的是 （ ）A、U1變大、

8、U2變大 B、U1變小、U2變大C、U1變大、U2變小 D、U1變小、U2變小強(qiáng)化練習(xí)B第十七張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月解析對(duì)加速過(guò)程由動(dòng)能定理：對(duì)偏轉(zhuǎn)過(guò)程由偏轉(zhuǎn)角正切公式：與粒子的電量q、質(zhì)量m無(wú)關(guān)第十八張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月、如圖所示，二價(jià)氦離子和質(zhì)子的混合體，經(jīng)同一加速電場(chǎng)加速后，垂直射入同一偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中，偏轉(zhuǎn)后，打在同一熒光屏上，則它們（ ） A、側(cè)移相同 B、偏轉(zhuǎn)角相同 C、到達(dá)屏上同一點(diǎn) D、到達(dá)屏上不同點(diǎn)與粒子的電量q、質(zhì)量m無(wú)關(guān)強(qiáng)化練習(xí)ABC第十九張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4、如圖所示，有一電子(電量為e、質(zhì)量為m)經(jīng)電壓U0加

9、速后，沿平行金屬板A、B中心線(xiàn)進(jìn)入兩板，A、B板間距為d、長(zhǎng)度為L(zhǎng)， A、B板間電壓為U，屏CD足夠大，距離A、B板右邊緣2L，AB板的中心線(xiàn)過(guò)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。 強(qiáng)化練習(xí)第二十張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月解析電子離開(kāi)電場(chǎng)，就好象從中點(diǎn)沿直線(xiàn)離開(kāi)的：對(duì)加速過(guò)程由動(dòng)能定理：第二十一張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月本課小結(jié)：1、帶電粒子在電場(chǎng)中的加速2、帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)3、帶電粒子的加速和偏轉(zhuǎn)作業(yè)布置： 完成本節(jié)課后書(shū)本上的練習(xí)第二十二張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月5、質(zhì)量為110-25kg、電量為110

10、-16C的帶電粒子以2106m/s速度從水平放置的平行金屬板A、B中央沿水平方向飛入板間，如圖所示。已知板長(zhǎng)L10cm，間距d2cm，當(dāng)AB間電壓在 范圍內(nèi)時(shí)，此帶電粒子能從板間飛出。v0+ + + + + - - - - - 強(qiáng)化練習(xí)第二十三張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月v0+ + + + + - - - - - 解析對(duì)偏轉(zhuǎn)過(guò)程由偏轉(zhuǎn)角正切公式：或?qū)ζD(zhuǎn)過(guò)程由側(cè)移公式：第二十四張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月三示波管的原理（1）示波器：用來(lái)觀(guān)察電信號(hào)隨時(shí)間變化的電子儀器。其核心部分是示波管（2）示波管的構(gòu)造：由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成（如圖）。（3）原理：利用了帶電

11、粒子在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的規(guī)律，靈敏、直觀(guān)地顯示出電信號(hào)隨時(shí)間變化的圖線(xiàn)。第二十五張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月三、示波管的原理產(chǎn)生高速飛行的電子束待顯示的電壓信號(hào)鋸齒形掃描電壓使電子沿Y方向偏移使電子沿x方向偏移第二十六張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第二十七張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月已知：U1、l、YY偏轉(zhuǎn)電極的電壓U2、板間距d 、 板端到熒光屏的距離L。求：電子射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的偏向角正切值tan及打到屏上電子的偏移量y。偏移量與YY偏轉(zhuǎn)電極的電壓U2成正比3.原理第二十八張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1）、如果在電極XX之間不加電壓，而在YY之

12、間加不變電壓，使Y的電勢(shì)比Y高，電子將打在熒光屏的什么位置？電子沿Y方向向上偏移四、示波器的原理第二十九張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2）、如果在電極XX之間不加電壓，而在YY之間加不變電壓，使Y的電勢(shì)比Y高，電子將打在熒光屏的什么位置？電子沿Y方向向下偏移四、示波器的原理第三十張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月3）、如果在電極 YY之間不加電壓，但在XX之間加不變電壓，使X的電勢(shì)比X高，電子將打在熒光屏的什么位置？電子沿X方向向里偏移四、示波器的原理第三十一張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4）、如果在電極 YY之間不加電壓，但在XX之間加不變電壓，使X的電勢(shì)比X

13、高，電子將打在熒光屏的什么位置？電子沿X方向向外偏移四、示波器的原理第三十二張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月5）、如果在電極XX之間不加電壓，但在YY之間加如圖所示的交變電壓，在熒光屏上會(huì)看到什么圖形？0tt1電子沿Y方向向上偏移四、示波器的原理第三十三張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月6）、如果在電極XX之間不加電壓，但在YY之間加如圖所示的交變電壓，在熒光屏上會(huì)看到什么圖形？t1tt2電子沿Y方向向下偏移四、示波器的原理第三十四張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月7）、如果在YY之間加如圖所示的交變電壓，同時(shí)在XX之間加不變電壓，使X的電勢(shì)比X高，在熒光屏上會(huì)看到什

14、么圖形？0tt1電子沿Y方向向上偏，沿X方向向里偏四、示波器的原理第三十五張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月8）、如果在YY之間加如圖所示的交變電壓，同時(shí)在XX之間加不變電壓，使X的電勢(shì)比X高，在熒光屏上會(huì)看到什么圖形？t1tt2電子沿Y方向向下偏，沿X方向向里偏四、示波器的原理第三十六張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月8）、如果在YY之間加如圖所示的交變電壓，同時(shí)在XX之間加不變電壓，使X的電勢(shì)比X高，在熒光屏上會(huì)看到什么圖形？電子沿Y方向向上向下偏，沿X方向向外偏四、示波器的原理第三十七張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月10）、如果在YY之間加如圖所示的交變電壓，同

15、時(shí)在XX之間加鋸齒形掃描電壓，在熒光屏上會(huì)看到什么圖形？XYOABCDEFABCDEFABOCt1DEFt2四、示波器的原理第三十八張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月如果在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？YYX y隨信號(hào)電壓同步變化，但由于視覺(jué)暫留和熒光物質(zhì)的殘光特性，只能看到一條豎直的亮線(xiàn)X示波器圖象第三十九張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月如果信號(hào)電壓是周期性的，并且掃描電壓與信號(hào)電壓的周期相同，就可以在熒光屏上得到待測(cè)信號(hào)在一個(gè)周期內(nèi)隨時(shí)間變化的穩(wěn)定圖象XYYXUXt示波器圖象第四十張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2

16、022年6月UXt掃描電壓（）的作用：同理可得亮斑在水平方向偏移隨加在上的電壓而變化，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(lái)回運(yùn)動(dòng)掃描，如果掃描電壓變化很快，亮斑看起來(lái)為一條水平的亮線(xiàn)示波器圖象YYXX第四十一張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月如果在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(huì)看到什么圖形？XYOABCDEFABCDEFABOCt1DEFt2第四十二張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1、如圖所示的示波管，如果在YY之間加如圖所示的交變電壓，同時(shí)在XX之間加如圖所示的鋸齒形電壓，使X的電勢(shì)比X高，在熒光屏上會(huì)看到什么圖形

17、？UxtOt1t2強(qiáng)化練習(xí)第四十三張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月13、如圖所示的示波管，如果在YY之間加如圖所示的交變電壓，同時(shí)在XX之間加如圖所示的鋸齒形電壓，使X的電勢(shì)比X高，在熒光屏上會(huì)看到什么圖形？UxtOt1t2XYO0tt1t1t U U ，且三點(diǎn)電勢(shì)均減小；C、E= E 且不變，E減為零； D、U U U ，且U減小， U 不變，U 增大。AD第四十八張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 如圖所示，在平行板電容器正中有一個(gè)帶電微粒。K閉合時(shí)，該微粒恰好能保持靜止。在保持K閉合；充電后將K斷開(kāi)；兩種情況下，各用什么方法能使該帶電微粒向上運(yùn)動(dòng)打到上極板？A.上移上極

18、板M B.上移下極板N C.左移上極板M D.把下極板N接地 KMN答案：選B，選C。例3第四十九張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 傳感器是把非電學(xué)里（如速度、溫度、壓力等）的變化轉(zhuǎn)換成電學(xué)里變化的一種測(cè)定液面高度的電容式傳感器的示意圖，金屬芯線(xiàn)與導(dǎo)電液體形成一個(gè)電容器，從電容C大小的變化就能反映液面的升降情況，兩者的關(guān)系是（ ） AC增大表示h增大 BC增大表示h減小 CC減小表示h減小 DC減小表示h增大導(dǎo)電液體金屬芯線(xiàn)電介質(zhì)AC 例4第五十張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 在點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng)中有A、B兩點(diǎn)，將質(zhì)子和粒子分別從A點(diǎn)由靜止釋放，已知質(zhì)子和粒子的電性相同，帶電

19、量之比為1:2，質(zhì)量之比為1:4，則到達(dá)B點(diǎn)時(shí)，它們的速度大小之比為多少？QAB解：質(zhì)子和粒子從A到B運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，分別應(yīng)用動(dòng)能定理得聯(lián)立兩式可解出它們到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度大小之比為例5：第五十一張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月練習(xí)一： A板的電勢(shì)UA0，B板的電勢(shì)UB隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖所示。則( )A.若電子是在t0時(shí)刻進(jìn)入的，它將一直向B板運(yùn)動(dòng)B.若電子是在tT/8時(shí)刻進(jìn)入的，它可能時(shí)而向B板運(yùn)動(dòng)，時(shí)而向A板運(yùn)動(dòng),最后打在B板上C.若電子是在t3T/8時(shí)刻進(jìn)入的，它可能時(shí)而向B板運(yùn)動(dòng)，時(shí)而向A板運(yùn)動(dòng),最后打在B板上 D.若電子是在tT/2時(shí)刻進(jìn)入的，它可能時(shí)而向B板、時(shí)而向A板運(yùn)動(dòng)t

20、/ s UB / v0U0-U0BAAB第五十二張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 在平行金屬板A、B之間加如圖所示的交變電壓，其頻率為f，t=0時(shí)刻A板處有一個(gè)質(zhì)量為m、電量為q的正離子從靜止開(kāi)始向B板運(yùn)動(dòng)，重力忽略不計(jì)，求：為使離子到B板時(shí)的速度最大，A、B之間的距離d應(yīng)滿(mǎn)足什么條件？uOU-UtAB解：要使正離子到達(dá)B板的速度最大，需要正離子在電場(chǎng)中始終做加速運(yùn)動(dòng)，應(yīng)滿(mǎn)足因此AB之間的距離應(yīng)滿(mǎn)足練習(xí) 二：第五十三張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月例6 電子在電勢(shì)差為U1的加速電場(chǎng)中由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),然后射入電勢(shì)差為U2的兩塊平行極板間的電場(chǎng)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(mǎn)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)角變大的是( ) AU1變大、U2變大 BU1變小、U2變大 CU1變大、U2變小 DU1變小、U2變小B第五十四張，PPT共五十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 如圖是一個(gè)說(shuō)明示波管工作的部分原理圖，電子經(jīng)過(guò)加速后以速度v0垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)偏移量為h，兩平行板間距為d，電壓為U，板長(zhǎng)為L(zhǎng)，每單位電壓引起的偏移量（h/U）叫做示波管的靈