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1、1.9 1.9 带电粒子在电场带电粒子在电场 中的运动中的运动电场中的带电粒子一般可分为两类：电场中的带电粒子一般可分为两类：1 1、微观粒子：如电子，质子，、微观粒子：如电子，质子， 粒子，正负离子等。粒子，正负离子等。这些粒子所受重力和电场力相比在小得多，除非有这些粒子所受重力和电场力相比在小得多，除非有说明或明确的暗示以外，说明或明确的暗示以外，一般都不考虑重力一般都不考虑重力。（但。（但并不能忽略质量）。并不能忽略质量）。2 2、宏观微粒：如带电小球、液滴、尘埃等。除非有、宏观微粒：如带电小球、液滴、尘埃等。除非有说明或明确的暗示以外，说明或明确的暗示以外，一般都考虑重力一般都考虑重力

2、。一一. 带电粒子在电场中的加速带电粒子在电场中的加速00v?tvUE1用牛顿运动定律分析用牛顿运动定律分析用动能定理分析用动能定理分析（加速电压）（加速电压）根据动能定理：根据动能定理：qU = mv v2/2或根据牛顿定律：或根据牛顿定律：a = F/ /m m = qU/dm和运动学公式：和运动学公式：v v2 = =2ad得得2qUmv v = 粒子加速后的速度只与加速电压有关粒子加速后的速度只与加速电压有关此式也适用于不是匀强电场的情况此式也适用于不是匀强电场的情况一一. 带电粒子在电场中的加速带电粒子在电场中的加速例题例题1 1：右图所示，两平行金属板间加：右图所示，两平行金属板间

3、加一电压一电压U U，有一带正电荷，有一带正电荷q q、质量为、质量为m m的带电粒子在电场力的作用下以初速的带电粒子在电场力的作用下以初速v v0 0开始从正极板向负极板运动。则开始从正极板向负极板运动。则（1 1）带电粒子在电场中作什么运动？）带电粒子在电场中作什么运动？（2 2）粒子穿出负极板时的速度多大？）粒子穿出负极板时的速度多大？（3 3）粒子穿出负极板后做什么运动？）粒子穿出负极板后做什么运动？一般用一般用“动能定理动能定理”求解求解 U1+ + +v v0 0v v二二. 带电粒子在电场中的偏转带电粒子在电场中的偏转dyqm,0vl)(偏转电压U试根据类平抛运动的知识，推导偏移

4、量试根据类平抛运动的知识，推导偏移量 y和偏转角和偏转角偏移量偏移量 y的计算的计算（1）粒子做什么运动？）粒子做什么运动？（2）为计算）为计算y，需要知道哪些物理量？，需要知道哪些物理量？（3）这些物理量能计算出吗？）这些物理量能计算出吗？y221aty ta,?tEFa?y2202mdvqULy 偏转角偏转角的计算的计算（1）什么叫偏转角）什么叫偏转角v0vyv（2）怎样计算偏转角）怎样计算偏转角？?tan0vvyLymdVqUL2tan20例例1 1：离子发生器发射出一束质量为：离子发生器发射出一束质量为mm，电荷量为，电荷量为q q的的负离子，从静止负离子，从静止 经加速电压经加速电压

5、U U 1 1 加速后，获得速度加速后，获得速度 ，并沿垂直于电场线方向射入两平行板中央，受偏转电并沿垂直于电场线方向射入两平行板中央，受偏转电压压U U2 2作用后，以速度作用后，以速度离开电。阎叫邪宄の肟绯。阎叫邪宄の，两板间距离为两板间距离为d d. .0v 1 1）离子在偏转电场中运动）离子在偏转电场中运动 的时间、加速度、速度的时间、加速度、速度 的大。坏拇笮。 2 2）离子在离开偏转电场时）离子在离开偏转电场时 的横向偏移量和偏转角的横向偏移量和偏转角 的正切值。的正切值。 l+ + + + + +- - - - - -u u1 1dv v0 0 求：求：例例2.一

6、束电子流经一束电子流经 U=5000V 的电压加速后，的电压加速后，在距两极板等间距处垂直进入平行板间的匀在距两极板等间距处垂直进入平行板间的匀强电场中，若两板间距强电场中，若两板间距 d=1.0cm，板长，板长 l=5.0cm，那么，要使电子能从平行板间飞，那么，要使电子能从平行板间飞出，两个板之间的电压最多能加多少？出，两个板之间的电压最多能加多少？三、示波器的原理三、示波器的原理 示波器是一种用来观察电信号随时间变化的电子仪器。它的核心部件是示波管：由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，管内抽成真空。（1 1）电子枪部分：）电子枪部分：E E电源作用是使金属丝变热发射电源作用是使金属丝变热发射

7、出电子，出电子，U U1 1电源作用是使发射出的电子在真空中被加速，获电源作用是使发射出的电子在真空中被加速，获得很大的速度从金属板的小孔穿出。得很大的速度从金属板的小孔穿出。（2 2）偏转电极部分：）偏转电极部分：YYYY/ /平行金属板为竖直方向偏转电极即平行金属板为竖直方向偏转电极即使平行金属板入射的电子产生竖直方向的偏转，使平行金属板入射的电子产生竖直方向的偏转，XXXX/ /平行金平行金属为水平方向偏转电极即使平行金属板入射的电子产生水平属为水平方向偏转电极即使平行金属板入射的电子产生水平方向的偏转。方向的偏转。（3 3）荧光屏部分：玻璃屏上涂有荧光物质。高速电子打到）荧光屏部分：玻

8、璃屏上涂有荧光物质。高速电子打到荧光物质，荧光物质受激发后会发出可见光，电子本身并不荧光物质，荧光物质受激发后会发出可见光，电子本身并不能发光，从屏上观察亮点，可知打到屏上电子的偏移情况。能发光，从屏上观察亮点，可知打到屏上电子的偏移情况。课堂小结：课堂小结：一、利用电场使带电粒子加速一、利用电场使带电粒子加速二、利用电场使带电粒子偏转二、利用电场使带电粒子偏转从动力学和运动学角度分析从动力学和运动学角度分析从做功和能量的角度分析从做功和能量的角度分析类似平抛运动类似平抛运动的分析方法的分析方法粒子在与电场垂直的方向上做粒子在与电场垂直的方向上做匀速直线运动匀速直线运动粒子在与电场平行的方向上做粒子在与电场平行的方向上做初速度为零的匀加速运动初速度为零的匀加速运动