帶電離子運動

帶電離子運動第一頁，共十七頁，編輯于2023年，星期日

在上節(jié)課我們學習了帶電物體在電場中的平衡問題如:

這節(jié)課我們來學習帶電粒子在電場中的勻變速運動問題第二頁，共十七頁，編輯于2023年，星期日產(chǎn)生的動態(tài)正弦圖象,是電子在電場中加速偏轉打在熒光屏的結果示波器高能粒子加速器帶電粒子在電場中加速到足夠的動能來當“炮彈”使用,產(chǎn)生各種核反應第三頁，共十七頁，編輯于2023年，星期日1帶電基本粒子:

一般指重力可忽略（除明確的暗示以外）但質量不能忽略的微觀粒子。如：電子、質子、原子核、離子、a粒子等

2帶電顆粒：一般都不能忽略重力（除明確的暗示以外）如：液滴、油滴、塵埃、小球等第四頁，共十七頁，編輯于2023年，星期日一、帶電粒子在勻強電場中的

直線加速運動在真空中有一對平行金屬板，板間電壓為U，有一帶電量為q質量為m的負電荷粒子，在電場力的作用下，由靜止開始向正極板運動，求到達正極板的速度有多大？解法二：根據(jù)動能定理解法一：根據(jù)牛頓運動定律設板間距為d++++++_

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第五頁，共十七頁，編輯于2023年，星期日思考：1.對非勻強電場牛頓運動定律還能適用嗎？

—+—+—+—+—+—+—+—+—+—+—+—+—+—+—+—+—+—+2.多級直線加速器的道理和使用不能。但仍可用第六頁，共十七頁，編輯于2023年，星期日A例1下列粒子從靜止狀態(tài)經(jīng)過電壓U的電場后,速度最大的是()

A質子B氘核

Ca粒子D納離子練習:質子與a粒子在電場中分別由靜止從A點運動到B點時,電場力做功之比W１:W2=＿,其速度之比v１:v2=＿.1：２√ˉ2：1第七頁，共十七頁，編輯于2023年，星期日

小結1對于一些常見的帶電粒子,我們應該熟記它們的電荷數(shù)和質量數(shù).2q/m叫做帶電粒子的比荷。它反映帶電粒子本身的性質。也就是說，只要確定了比荷就可以確定是什么粒子。﹙檢驗粒子﹚3從末速表達式可見，末速只取決于加速電壓和比荷.第八頁，共十七頁，編輯于2023年，星期日二、帶電粒子在勻強電場中的偏轉帶電粒子以速度V0垂直于電場線方向飛入勻強電場時，受到恒定與V0成900角的電場力作用而作勻變速運動.3.運動分析及演示：1.平拋運動的處理辦法：水平方向作勻速直線運動豎直方向作勻加速直線運動（自由落體運動）2.帶電粒子在勻強電場中的偏轉,又該如何處理？（類平拋運動）

第九頁，共十七頁，編輯于2023年，星期日O'B運動時間：電場力方向的勻加速運動：離開電場時的偏移量：離開電場時的偏轉角：第十頁，共十七頁，編輯于2023年，星期日例2如下圖是示波管工作原理圖,電子經(jīng)電壓U1加速后垂直進入偏轉電場,離開電場時的偏轉量h,兩平行板間的距離為d,電勢差為U2,板長為L,每單位電壓引起的偏轉量(h/U2)叫做示波管的靈敏度,求靈敏度的表達式,并討論采用哪些辦法提高示波管的靈敏度?第十一頁，共十七頁，編輯于2023年，星期日

解析：偏轉位移量:h=?at2=靈敏度:h/U2=ql2/2mdv2靈敏度=I2/4dU1

∵

經(jīng)加速后粒子末速v=

小結并討論:從表達式可見,靈敏度只與l、d、U1有關，與帶電粒子、偏轉電壓無關.第十二頁，共十七頁，編輯于2023年，星期日

例3．如圖下圖所示，電子從負極板邊緣垂直射入勻強電場，恰好從正極板邊緣飛出。現(xiàn)在若使兩極板間的距離等于原來的2倍，兩極板的電壓保持不變，電子入射的方向和位置不變，且電子仍恰從正極板邊緣飛出，則電子入射速度大小應為原來的()A． B.1/2倍C．D.2倍

B例4．一電子在U1=500V的電壓作用下由靜止得到一定速度后垂直于平行板間的勻強電場從兩板中央飛入，如下圖所示。若平行板間的距離d=1cm，板長l=5cm，問至少在平行板上加多大電壓U2才能使電子不再飛出平行板？第十三頁，共十七頁，編輯于2023年，星期日解析:

電子經(jīng)加速后的速度,由動能定理知:

該電子以此速度進入偏轉電場

位移量為:

要使電子不能射出,則必有:y≤d/2qU1=?mv2

y=U2

聯(lián)立可解得:U2=40V第十四頁，共十七頁，編輯于2023年，星期日小結:1以上推導粒子在電場中的運動時間、運動加速度、偏轉位移、偏轉角的過程用到了與平拋運動類似的處理方法,希望這能對同學們以后的學習有所啟發(fā).(類比學習的方法)3推導過程必須熟練掌握,不能在考場上去推導既容易出錯,又浪費時間,結論最好能記下來.2例4是將偏轉和臨界條件相結合的問題此題的關鍵在于分析臨界條件,即電壓為多大時恰好能從場中飛出(擦邊球)第十五頁，共十七頁，編輯