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帶電粒子先加速后偏轉(zhuǎn)第1頁,課件共23頁,創(chuàng)作于2023年2月挑戰(zhàn)自己:如圖中的虛線為勻強(qiáng)電場中的等勢面,相鄰等勢面的電勢差均為100V,間距為5cm,一質(zhì)量為0.1kg的帶負(fù)電的小球,以10m/s的速度,沿與水平方向成30o角射入電場,若該小球做直線運(yùn)動,求:⑴小球的帶電量.⑵沿運(yùn)動方向的最大位移.(g=10m/s2)
解:⑴根據(jù)物體做直線運(yùn)動的條件得⑵小球沿初速度方向做勻減速直線運(yùn)動,根據(jù)動能定理②①其中③聯(lián)立②③解出小球沿運(yùn)動方向的最大位移300mgFqE300得:第2頁,課件共23頁,創(chuàng)作于2023年2月方法1:牛頓第二定律+運(yùn)動學(xué)規(guī)律一、帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的勻變速ABUdE+Fv由牛頓第二定律:由運(yùn)動學(xué)公式:第3頁,課件共23頁,創(chuàng)作于2023年2月方法二:動能定理ABUdE+v由動能定理:一、帶電粒子在電場中的加速第4頁,課件共23頁,創(chuàng)作于2023年2月
練習(xí)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?-U+金屬絲金屬板VE電子的質(zhì)量為0.91×10-30kg,電子的電荷量e=1.6×10-19C第5頁,課件共23頁,創(chuàng)作于2023年2月練習(xí)2:如圖所示,在P板附近有一電子由靜止開始向Q板運(yùn)動,則關(guān)于電子在兩板間的運(yùn)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(dá)Q板時的速度就越大C.電子到達(dá)Q板時的速度與板間距離無關(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關(guān)AC
第6頁,課件共23頁,創(chuàng)作于2023年2月1、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DB質(zhì)子e/m電子1840e/m氘核e/2m氦核2e/4m第7頁,課件共23頁,創(chuàng)作于2023年2月2、如圖所示,M、N是在真空中豎直放置的兩塊平行金屬板,質(zhì)量為m、電量為+q的質(zhì)子,以極小的初速度由小孔進(jìn)入電場,當(dāng)M、N間電壓為U時,粒子到達(dá)N板的速度為v,如果要使這個帶電粒子到達(dá)N板的速度為2v
,則下述方法能滿足要求的是()
A、使M、N間電壓增加為2U
B、使M、N間電壓增加為4U
C、使M、N間電壓不變,距離減半
D、使M、N間電壓不變,距離加倍MNUd+v與電壓平方根成正比B強(qiáng)化練習(xí)第8頁,課件共23頁,創(chuàng)作于2023年2月
3、在點(diǎn)電荷+Q的電場中有A、B兩點(diǎn),將質(zhì)子和α粒子分別從A點(diǎn)由靜止釋放,已知質(zhì)子和α粒子的電性相同,帶電量之比為1:2,質(zhì)量之比為1:4,則到達(dá)B點(diǎn)時,它們的速度大小之比為多少?QAB解:質(zhì)子和α粒子從A到B運(yùn)動過程中,分別應(yīng)用動能定理得①②聯(lián)立①②兩式可解出它們到達(dá)B點(diǎn)時的速度大小之比為··強(qiáng)化練習(xí)粒子做什么運(yùn)動?能否用動力學(xué)觀點(diǎn)解決?第9頁,課件共23頁,創(chuàng)作于2023年2月二、帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的偏轉(zhuǎn)ld+-----------+++++++++++Uv0q、m第10頁,課件共23頁,創(chuàng)作于2023年2月二、帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的偏轉(zhuǎn)ld+-----------+++++++++++Uv0q、mF+vv0vyyθ偏轉(zhuǎn)角側(cè)移第11頁,課件共23頁,創(chuàng)作于2023年2月二、帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的偏轉(zhuǎn)類平拋運(yùn)動與粒子比荷q/m成正比與粒子初速度v0平方成反比與電場的屬性U、l、d有關(guān)第12頁,課件共23頁,創(chuàng)作于2023年2月二、帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的偏轉(zhuǎn)與粒子比荷q/m成正比與粒子初速度v0平方成反比與電場的屬性U、l、d有關(guān)類平拋運(yùn)動第13頁,課件共23頁,創(chuàng)作于2023年2月練習(xí):如圖所示一電子以初速度V0=3.0X107m/s沿垂直電場方向射入的電場,兩極板的長度為L=6.0cm,相距d=2cm,極板間電壓U=200V.求1)電子射出電場所用時間?v0-qmU++++++------dLF第14頁,課件共23頁,創(chuàng)作于2023年2月求2)電子射出電場時沿垂直板面方向偏移的距離y。-qymU++++++------dLF第15頁,課件共23頁,創(chuàng)作于2023年2月求3)電子離開電場時偏轉(zhuǎn)的角度tanφ。U=200V.4)如何求電子離開電場時的速度?v0-qφymU2++++++------dLFvtv0vy第16頁,課件共23頁,創(chuàng)作于2023年2月如圖,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變小挑戰(zhàn)1
第17頁,課件共23頁,創(chuàng)作于2023年2月析與解對加速過程由動能定理:對偏轉(zhuǎn)過程由偏轉(zhuǎn)角正切公式:與粒子的電量q、質(zhì)量m無關(guān)第18頁,課件共23頁,創(chuàng)作于2023年2月如圖所示,二價氦離子和質(zhì)子的混合體,經(jīng)同一加速電場加速后,垂直射入同一偏轉(zhuǎn)電場中,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)挑戰(zhàn)2與粒子的電量q、質(zhì)量m無關(guān)第19頁,課件共23頁,創(chuàng)作于2023年2月試證明:帶電粒子垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場,離開電場時就好象是從初速度所在直線的中點(diǎn)沿直線離開電場的。
挑戰(zhàn)3θx第20頁,課件共23頁,創(chuàng)作于2023年2月如圖所示,有一電子(電量為e、質(zhì)量為m)經(jīng)電壓U0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U,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。挑戰(zhàn)4第21頁,課件共23頁,創(chuàng)作于2023年2月析與解電子離開電場,就好象從中點(diǎn)沿直線離開的:θ對加速過程由動能定理:第22頁,課件共23頁,創(chuàng)作于2023年2月絕地挑戰(zhàn).在平行板電容器A、B兩板上加上如圖所示的交變電壓,開始B板的電勢比A板高,這時兩板中間原來靜止的電子在電場作用下開始運(yùn)動,設(shè)電子在運(yùn)動中不與極板發(fā)生碰撞,則下述說法正確的是
()A.電子先向A
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