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1、关于带电粒子在匀强电场中的偏转第1页，讲稿共17张，创作于星期日1.带电粒子带电粒子(不计重力不计重力)在匀强电场中的运动在匀强电场中的运动状态状态.匀变速直线运动匀变速直线运动(速度与电场线方向平行速度与电场线方向平行)匀变速曲线运动匀变速曲线运动(速度与电场线方向有一定夹角速度与电场线方向有一定夹角)匀变速运动匀变速运动一一.预备知识预备知识2.平抛运动的研究方法和规律平抛运动的研究方法和规律.第2页，讲稿共17张，创作于星期日二二.带电粒子在匀强电场中的偏转带电粒子在匀强电场中的偏转(不计重力，初速度垂直于电场方向飞入匀强电场不计重力，初速度垂直于电场方向飞入匀强电场)1)粒子在与电场垂
2、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2)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 l+-q qv vv v0 0v vy yyd dvx v0t=vy=ataty y=v v0 0F F=tan 离开电场时偏移量离开电场时偏移量:离开电场时偏转角离开电场时偏转角:在电场中飞行时间在电场中飞行时间:小结小结第3页，讲稿共17张，创作于星期日小结小结:带电粒子初速度垂直于电场方向飞入匀强电场的带电粒子初速度垂直于电场方向飞入匀强电场的问题就是一个类平抛的问题。问题就是一个类平抛的问题。粒子在与电场垂直的方向上做匀
3、速直线运动粒子在与电场垂直的方向上做匀速直线运动粒子在与电场平行的方向上做初速为零的匀加速运动粒子在与电场平行的方向上做初速为零的匀加速运动三三.两点引申两点引申加速和偏转合为一体加速和偏转合为一体偏转后打到屏上偏转后打到屏上随堂练习随堂练习第4页，讲稿共17张，创作于星期日小结小结:带电粒子初速度垂直于电场方向飞入匀强电场的带电粒子初速度垂直于电场方向飞入匀强电场的问题就是一个类平抛的问题。问题就是一个类平抛的问题。粒子在与电场垂直的方向上做匀速直线运动粒子在与电场垂直的方向上做匀速直线运动粒子在与电场平行的方向上做初速为零的匀加速运动粒子在与电场平行的方向上做初速为零的匀加速运动三三.两点
4、引申两点引申加速和偏转合为一体加速和偏转合为一体偏转后打到屏上偏转后打到屏上综合练习本节小结第5页，讲稿共17张，创作于星期日1.1.如图所示如图所示,带电粒子带电粒子(不计重力不计重力)以速度以速度v v0 0进入两平行进入两平行金属板间的匀强电场金属板间的匀强电场,速度方向与极板平行速度方向与极板平行,当粒子离当粒子离开电场时偏转量为开电场时偏转量为y.y.已知极板长为已知极板长为L,L,极板间的距离为极板间的距离为d,d,两极板间的电压为两极板间的电压为U.U.在保证粒子不打在极板上的情况在保证粒子不打在极板上的情况下下,能使偏转量能使偏转量y y加倍的是加倍的是:A.A.使粒子射入的初
5、速度使粒子射入的初速度v v0 0加倍加倍B.B.使两极板间的电压使两极板间的电压U U加倍加倍C.C.使极板间的距离使极板间的距离d d加倍加倍D.D.使极板的长度使极板的长度L L加倍加倍 第6页，讲稿共17张，创作于星期日2.2.如图所示如图所示,电荷量相等的两种粒子电荷量相等的两种粒子P P1 1和和P P2 2先后先后以相同的初速度从以相同的初速度从O O点射入匀强电场点射入匀强电场,初速度垂初速度垂直于电场方向直于电场方向,偏转之后分别打在极板上的偏转之后分别打在极板上的B B、C C点点,且且AB=BC.AB=BC.不计粒子重力不计粒子重力.则则P P1 1、P P2 2的质量之
6、比的质量之比m m1 1:m:m2 2为为:A.1:4A.1:4 B.1:2B.1:2 C.2:1C.2:1 D.4:1D.4:1 第7页，讲稿共17张，创作于星期日3.3.平行板电容器内部有匀强电场平行板电容器内部有匀强电场,一束离子从左侧垂直一束离子从左侧垂直于电场方向射入于电场方向射入,出现如图所示的出现如图所示的a a、b b、c c三种偏转轨三种偏转轨迹迹:A.A.若射入的初速度相同若射入的初速度相同,则则a a、b b的运动时间相同的运动时间相同B.B.若射入的初速度相同若射入的初速度相同,则则b b、c c的运动时间相同的运动时间相同C.C.若射入的是同一种离子若射入的是同一种离
7、子,则则a a、b b的运动时间相同的运动时间相同D.D.若射入的是同一种离子若射入的是同一种离子,则则b b、c c的运动时间相同的运动时间相同 返回返回第8页，讲稿共17张，创作于星期日例例: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m,m,电荷量为电荷量为q q的负离子的负离子,从静从静止经加速电压止经加速电压U U0 0加速后加速后,获得速度获得速度 ,并沿垂直于电场线方向并沿垂直于电场线方向射入两平行板中央射入两平行板中央,受偏转电压受偏转电压U U作用后作用后,以速度离开电场以速度离开电场,已知平行板长为已知平行板长为l,l,两板间距离为两板间距离为d.d.则离子在离开偏
8、转电场则离子在离开偏转电场时的偏移量和速度偏转角的正切值时的偏移量和速度偏转角的正切值.l+-u u0 0dv v0 0第9页，讲稿共17张，创作于星期日 l+-q qyv v0 0F F u u0 0v vy yv v0 0偏移量偏移量:速度偏转角的正切值：速度偏转角的正切值：总结总结:分析分析:由动能定理由动能定理:偏移量和速度偏转角的正切值和带电粒子偏移量和速度偏转角的正切值和带电粒子q q、m m无关无关,只取决于只取决于思考思考随堂练习随堂练习加速电场和偏转电场的电压加速电场和偏转电场的电压.第10页，讲稿共17张，创作于星期日 l+-q qyv v0 0F F u u0 0v vy
9、 yv v0 0偏移量偏移量:速度偏转角的正切值：速度偏转角的正切值：总结总结:分析分析:由动能定理由动能定理:偏移量和速度偏转角的正切值和带电粒子偏移量和速度偏转角的正切值和带电粒子q q、m m无无关关,只取决于加速电场和偏转电场的电压只取决于加速电场和偏转电场的电压.思考思考随堂练习随堂练习第11页，讲稿共17张，创作于星期日思考题：让一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子的混合物思考题：让一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子的混合物经过同一加速电场由静止开始加速经过同一加速电场由静止开始加速,然后在同一偏转电场里偏然后在同一偏转电场里偏转转,在通过加速电场时获得的动能是否相同？通过偏转电场时
10、在通过加速电场时获得的动能是否相同？通过偏转电场时,它它们是否会分为三股？请说明理由们是否会分为三股？请说明理由.答案答案:通过加速电场时获得的动能通过加速电场时获得的动能E Ek k=qU,=qU,加速电压相同加速电压相同,二价二价氦离子电荷量最大氦离子电荷量最大,所以二价氦离子获得动能最大所以二价氦离子获得动能最大.粒粒子的偏转量和偏转角由加速电场和偏转电场的电压决子的偏转量和偏转角由加速电场和偏转电场的电压决定定,所以三种粒子不可能分开为三股所以三种粒子不可能分开为三股.返回返回第12页，讲稿共17张，创作于星期日如图所示如图所示,电子在电势差为电子在电势差为U U1 1的加速电场中由静
11、止的加速电场中由静止开始运动开始运动,然后射入电势差为然后射入电势差为U U2 2的两块平行板间的电的两块平行板间的电场中场中,入射方向跟平行板平行入射方向跟平行板平行,整个装置处于真空中整个装置处于真空中.在满足电子能射出平行板区的条件下在满足电子能射出平行板区的条件下,下列四种情下列四种情况中况中,一定能使电子的偏转角一定能使电子的偏转角变大的是变大的是:A.UA.U1 1变大变大,U,U2 2变大变大B.UB.U1 1变小变小,U,U2 2变大变大C.UC.U1 1变大变大,U,U2 2变小变小D.UD.U1 1变小变小,U,U2 2变小变小 返回返回第13页，讲稿共17张，创作于星期日
12、 l+-q qyv v0 0F F u u0 0v vy yv v0 0yD 偏转后打到屏上偏转后打到屏上:返回返回示波器原理第14页，讲稿共17张，创作于星期日1.1.质子质子()()和和 粒子粒子()()从同一位置垂直于电场方向进从同一位置垂直于电场方向进入平行金属板之间的匀强电场入平行金属板之间的匀强电场,并从另一侧射出并从另一侧射出.以下说以下说法中正确的是法中正确的是:如果它们是以相同速度进入的如果它们是以相同速度进入的,则运动时间之比是则运动时间之比是 .如果它们是以相同动能进入的如果它们是以相同动能进入的,则偏转距离之比是则偏转距离之比是 .如果它们是以相同动量进入的如果它们是以
13、相同动量进入的,则偏转角正切之比是则偏转角正切之比是 .第15页，讲稿共17张，创作于星期日2.2.如图所示如图所示,平行金属板平行金属板A A、B B相距为相距为d,d,两板间电压为两板间电压为U,AU,A板电势高板电势高.在在A A板上放一小粒钴板上放一小粒钴60,60,它不断地向它不断地向A A板右侧空板右侧空间放出质量为间放出质量为m m、电荷量为、电荷量为q q的正粒子的正粒子.粒子是向各个方向粒子是向各个方向射出的射出的,速度大小均为速度大小均为v.Bv.B板上涂有荧光粉板上涂有荧光粉,粒子打在粒子打在B B板上时会使板上时会使B B板发光板发光.B.B板上发光面的面积是板上发光面的面积是 .(设设粒子不会被粒子不会被B B板反射板反射,两板足够长两板足够长)返回返回第16页，讲稿共17张，创作于星期日感感谢谢大大家家观观看看第17页，讲稿共17张，创作于星期日