物理人教版（2019）必修第三册10.5带电粒子在电场中的运动（共20张ppt）

(共20张PPT)
第十章 静电场中的能量
10.5 带电粒子在电场中的运动
1、带电粒子在电场中重力的处理：
(1)微观粒子：如电子、质子、α粒子、正离子、负离子等等，除有说明或有明确的暗示以外，此类粒子一般不考虑重力（但并不忽略质量）。
(2)宏观微粒：如液滴、油滴、尘埃、带电小球等，除有说明或有明确的暗示以外，一般都要考虑重力。
带电体是否考虑重力，要根据题目说明或运动状态判定。
一、带电粒子在电场中的加速
[问题驱动]
如图所示，平行板电容器两板间的距离为d＝5 cm，电势差为U＝20 V。一质量为m、带电荷量为q的α粒子，在电场力的作用下由静止开始从正极板A向负极板B运动。（结果均用字母表示）
(2)α粒子的加速度是多大？在电场中做何种运动？
(3)计算α粒子到达负极板时的速度大小。
一、带电粒子在电场中的加速
一、带电粒子在电场中的加速
带电粒子在电场中的解题思路：
F
U
+
+q
d
【典例1】如图所示，一个质子以初速度v0＝5×106 m/s水平射入一个由两块带电的平行金属板组成的区域。两板距离为20 cm，金属板之间电场是匀强电场，电场强度为3×105 N/C。质子质量m＝1.67×10－27 kg，电荷量q＝1.60×10－19 C。求质子由板上小孔射出时的速度大小。
[迁移·发散]
上述典例中，若质子刚好不能从右侧金属板上小孔中射出，其他条件不变，则金属板之间的电场强度为多大？方向如何？
炙热的金属丝可以发射电子。在金属丝和金属板之间加以电压 U = 2500 V ，发射出的电子在真空中加速，从金属板的小孔穿出。电子穿出时速度有多大 设电子刚刚离开金属丝时的速度为零。
电子的质量 m ＝ 9.1×10－31 kg
电子的电荷量 e ＝ 1.6×10－19 C


对同一粒子而言，粒子经加速电场后的速度只与加速电压有关。
加速电压
一、带电粒子在电场中的加速
一、带电粒子在电场中的加速
使带电粒子的速度 v 继续增加的思路设想…
U
+
U
+
一、带电粒子在电场中的加速
直线加速器是利用周期性变化的电场使带电粒子在其中不断被加速的仪器。
二、带电粒子在电场中的偏转
如图所示，质量为m、电荷量为q的带正电粒子以初速度v0垂直于电场方向射入两极板间，最终粒子能够射出两极板间的电场，两平行板间存在方向竖直向下的匀强电场，已知板长为l，板间电压为U，板间距为d，不计粒子的重力。
①加速度
②速度 速度偏转角
③位移 位移偏转角
④两个推论
单偏场





v0






+
+
+
+
+
+
-q
+
+
+
+
+
U
L
d
s
O
U0
已知q，U0，U，d，L，s，求 tanα，y，Y 。
vx
vy
v

y
Y
静止的电性相同的不同带电粒子，经同一电场加速，再垂直射入同一个偏转电场，射出粒子的角度 α ，偏转位移 y ，偏转量 Y 均不变，与 q ，m 无关。轨迹完全重合，但运动时间 t 一般不同。
二、带电粒子在电场中的偏转
加偏场
P53 想一想
如图所示，带电粒子(不计重力)从两极板中间垂直电场线方向进入电场，在电场中的运动时间与什么因素有关？
①未飞出
②刚好未飞出
③飞出
三、示波管的原理
示波器：用来观察电信号随时间变化的电子仪器，其核心部分是示波管。
示波管的构造及原理
加速电压
电子枪
偏转电极
亮斑
亮斑
荧光屏
电子枪
产生高速飞行的电子束
加速电压
利用电子在电场中加速和偏转，电子束打在荧光屏上能使该处的荧光物质发光。
三、示波管的原理
三、示波管的原理
YY′施加电压：
加速电压
电子枪
偏转电极
亮斑
亮斑
荧光屏
三、示波管的原理
XX′施加电压：
加速电压
电子枪
偏转电极
亮斑
亮斑
荧光屏
三、示波管的原理
锯齿形扫描电压
锯齿形扫描电压
加速电压
电子枪
偏转电极
亮斑
亮斑
荧光屏
弦式信号电压
8．(多选)示波管的构造如图所示。如果在荧光屏上P点出现亮斑，那么示波管中的(　 )
A．极板X应带正电 B．极板X′应带正电
C．极板Y应带正电 D．极板Y′应带正电
课时跟踪检测（九）P174
课 堂 小 结
课堂练习：
一台正常工作的示波管，突然发现荧光屏上画面的高度缩小，则产生故障的原因可能是( )
A. 加速电压突然变大
B. 加速电压突然变小
C. 偏转电压突然变大
D. 偏转电压突然变小
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