《带电粒子在电场中的运动》PPT课件
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六合实验高中
析与解 对加速过程由动能定理：
1 2 eU 0 mv 0 2 Ul tan 2U 0 d
mv0 2eU0
2
电子离开电场，就好象从中点沿直线离开的：
l y ' ( 2l ) tan 2 2 5Ul 4U 0 d
y'
θ
带电粒子在电场中的运动
六合实验高中
带电粒子在电场中的运动
六合实验高中
vy
例与练
6、质量为m、带电量为 q的粒子以初速度v从中线 qUl
垂直进入偏转电场，刚好离开电场，它在离开电 tan 偏转角正切与 2 场后偏转角正切为0.5 ，则下列说法中正确的是 mv 0d 电压成正比 （ ） A、如果偏转电场的电压为原来的一半，则粒子 离开电场后的偏转角正切为0.25 偏转角正切与 B、如果带电粒子的比荷为原来的一半，则粒子 比荷成正比 偏转角正切与 离开电场后的偏转角正切为0.25 初动能成反比 C、如果带电粒子的初速度为原来的 2倍，则粒子 离开电场后的偏转角正切为0.25 D、如果带电粒子的初动能为原来的2倍，则粒子 离开电场后的偏转角正切为0.25
v0
y
+ θ - - - - - - - - - - -
侧移
U F
v0 v
l
vy
偏转角
带电粒子在电场中的运动
六合实验高中
二、带电粒子在匀强电场中的偏转
F qE qU a m m md
类平抛运动
1 2 qUl2 y at 2 2 2m v0 d
l t v0
与粒子比荷q/m成正比 与粒子初速度v0平方成反比 与电场的属性U、l、d有关
六合实验高中
析与解
qUl y 2 2m v0 d
2
而yc yb
tc tb t a tb
l v0c v0b 又t v0 1 ya yb 又y at 2 2
而la lb
v0a v0b
Ek W qEy Eka Ekb Ekc
1 1 2 2 WAB mv mv 0 WAB qU AB 2 2 1 1 2 2 qU AB mv mv 0 A v0 B 2 2 q为负 2qU AB 2 v v0 2 103 m / s m
带电粒子在电场中的运动
六合实验高中
例与练
4、如图所示，A、B为平行金属板电容器，两板
带电粒子在电场中的运动
六合实验高中
二、带电粒子在匀强电场中的偏转
F qE qU a m m md
类平抛运动
qUl tan 2 v0 m v0 d
l t v0
qUl v y at m v0 d
与粒子比荷q/m成正比 与粒子初速度v0平方成反比 与电场的属性U、l、d有关
带电粒子在电场中的运动
六合实验高中
析与解
设电子在两板间的运动时间为t
设电子在偏转电压为U0时进入板间
l 8 t 1.5 10 s v0
2
t 0.02 s
可认为在t时间 内电场不变
eU0l d y 2 2m v0 d 2
mv d 40V U 0 el
2 2 0 2
1 2 mv 0 qU 2
U d
带电粒子在电场中的运动
U
六合实验高中
例与练
3、如图所示的电场中有A、B两点，A、B的电势
差UAB＝100V，一个质量为m=2.0×10-12kg、 电量为q=-5.0×10-8C的带电粒子，以初速度v0 =3.0×103m/s由A点运动到B点，求粒子到达B 点时的速率。（不计粒子重力）
电子沿Y方 向向上偏移
带电粒子在电场中的运动
六合实验高中
三、示波管的原理
1、如果在电极XX’之间不加电压，而在YY’ 之间加不变电压，使Y’的电势比Y高，电子 将打在荧光屏的什么位置？
电子沿Y方 向向下偏移
带电粒子在电场中的运动
六合实验高中
三、示波管的原理
1、如果在电极XX’之间不加电压，但在YY’ 之间加不变电压，使Y的电势比Y’高，电子 将打在荧光屏的什么位置？ 如果在电极 YY’之间不加电压，但在XX’ 之间加不变电压，使X的电势比X’高，电 子将打在荧光屏的什么位置？ 电子沿X方
例与练
13、质量为1×10-25kg、电量为1×10-16C 的带电粒子以2×106m/s速度从水平放置的 平行金属板A、B中央沿水平方向飞入板间， 如图所示。已知板长L＝10cm，间距d＝ 2cm，当AB间电压在 范围内时， 此带电粒子能从板间飞出。
+ + v0
+
+ +
- 带电粒子在电场中的运动
六合实验高中
一、带电粒子在电场中的加速
2、动能定理：
1 2 由动能定理： W mv 0 2 A 又W qU 也适用于非 1 2 匀强电场 qU mv 2
d
B E + v
v
2qU m
带电粒子在电场中的运动
U
六合实验高中
例与练
1、如图所示，M、N是在真空中竖直放置的两块
平行金属板，质量为m、电量为+q的带电粒子， 以极小的初速度由小孔进入电场，当M、N间电 压为U时，粒子到达N板的速度为v，如果要使这 个带电粒子到达N板的速度为2v ，则下述方法能 满足要求的是（ ） M d N A、使M、N间电压增加为2U B、使M、N间电压增加为4U C、使M、N间电压不变，距离减半 + D、使M、N间电压不变，距离加倍
带电粒子在电场中的运动
mg qE mg
六合实验高中
二、带电粒子在匀强电场中的偏转
+ + + + + + + + + + +
d
q、 m +
v0
- - - - - - - - - - -
U
l
带电粒子在电场中的运动
六合实验高中
二、带电粒子在匀强电场中的偏转
+ + + + + + + + + + +
d
q、 m +
带电粒子在电场中的运动
六合实验高中
例与练
7、质子(质量为m、电量为e)和二价氦离子 (质量为4m、电量为2e)以相同的初动能垂 直射入同一偏转电场中，离开电场后，它 们的偏转角正切之比为 ，侧移之 比为 。
qUl tan 2 m v0 d
与电量成正比
qUl y 2 2m v0 d
与电量成正比
向向里偏移
带电粒子在电场中的运动
六合实验高中
三、示波管的原理
1、如果在电极XX’之间不加电压，但在YY’ 之间加不变电压，使Y的电势比Y’高，电子 将打在荧光屏的什么位置？ 如果在电极 YY’之间不加电压，但在XX’ 之间加不变电压，使X’的电势比X高，电 电子沿X方 子将打在荧光屏的什么位置？
向向外偏移
间的距离为d，在A板的缺口的正上方距离为h的 P处，有一静止的、质量为m、带电量为+q的液 滴由静止开始自由落下，若要使液滴不落在B板 上，两板间场强至少为多大？两板间的电压U至 少为多大？
对全过程由动能定理： m g(h d ) qU 0 U m g(h d ) / q
U m g(h d ) E d qd
例与练
10、如图所示，二价氦离子和质子的混合体， 经同一加速电场加速后，垂直射入同一偏 转电场中，偏转后，打在同一荧光屏上， 则它们（ ） A、侧移相同 B、偏转角相同 C、到达屏上同一点 D、到达屏上不同点
y
U 2l 4U1d
2
与粒子的电量q、 质量m无关
带电粒子在电场中的运动
六合实验高中
例与练
带电粒子在电场中的运动
六合实验高中
一、带电粒子在电场中的加速
１、动力学方法：
F qE qU 由牛顿第二定律：a m m md
2
由运动学公式：
v 0 2ad
只适用于 匀强电场
A d + U
B E F v
2qU v 2ad m 2qU 初速度不 v 为零呢？ m
带电粒子在电场中的运动
11、试证明：带电粒子垂直进入偏转电场，离开 电场时就好象是从初速度所在直线的中点沿直线 离开电场的。
x
θ
qUl y 2 2m v0 d
2
qUl tan 2 m v0 d
2
qUl 2 y 2m v0 d x qUl tan 2 m v0 d
l 2
六合实验高中
带电粒子在电场中的运动
v
2qU m
v与电压平方
U
六合实验高中
根成正比
带电粒子在电场中的运动
例与练
2、如图M、N是在真空中竖直放置的两块平行金
属板，质量为m电量为-q的带电粒子，以初速度 V0由小孔进入电场，当M、N间电压为U时，粒 子刚好能到达N板，如果要使这个带电粒子能够 到达M、N两板间距的1/2处返回，则下述方法 能满足要求的是（ ） M d N A、使初速度减半 B、使M、N间电压加倍 v0 C、使M、N间电压提高4倍 D、使初速度和M、N间电压都加倍
带电粒子在电场中的运动
六合实验高中
2
例与练
8、三个电子在同一地点沿同一直线垂直飞 入偏转电场，如图所示。则由此可判断 （ ） A、 b和c同时飞离电场 B、在b飞离电场的瞬间，a刚好打在下极 板上 C、进入电场时，c速度最大，a速度最小 D、c的动能增量最小， a和b的动能增量一样大
六合实验高中
析与解 对加速过程由动能定理：
1 2 eU 0 mv 0 2 Ul tan 2U 0 d
mv0 2eU0
2
电子离开电场，就好象从中点沿直线离开的：
l y ' ( 2l ) tan 2 2 5Ul 4U 0 d
y'
θ
带电粒子在电场中的运动
六合实验高中
带电粒子在电场中的运动
六合实验高中
vy
例与练
6、质量为m、带电量为 q的粒子以初速度v从中线 qUl
垂直进入偏转电场，刚好离开电场，它在离开电 tan 偏转角正切与 2 场后偏转角正切为0.5 ，则下列说法中正确的是 mv 0d 电压成正比 （ ） A、如果偏转电场的电压为原来的一半，则粒子 离开电场后的偏转角正切为0.25 偏转角正切与 B、如果带电粒子的比荷为原来的一半，则粒子 比荷成正比 偏转角正切与 离开电场后的偏转角正切为0.25 初动能成反比 C、如果带电粒子的初速度为原来的 2倍，则粒子 离开电场后的偏转角正切为0.25 D、如果带电粒子的初动能为原来的2倍，则粒子 离开电场后的偏转角正切为0.25
v0
y
+ θ - - - - - - - - - - -
侧移
U F
v0 v
l
vy
偏转角
带电粒子在电场中的运动
六合实验高中
二、带电粒子在匀强电场中的偏转
F qE qU a m m md
类平抛运动
1 2 qUl2 y at 2 2 2m v0 d
l t v0
与粒子比荷q/m成正比 与粒子初速度v0平方成反比 与电场的属性U、l、d有关
六合实验高中
析与解
qUl y 2 2m v0 d
2
而yc yb
tc tb t a tb
l v0c v0b 又t v0 1 ya yb 又y at 2 2
而la lb
v0a v0b
Ek W qEy Eka Ekb Ekc
1 1 2 2 WAB mv mv 0 WAB qU AB 2 2 1 1 2 2 qU AB mv mv 0 A v0 B 2 2 q为负 2qU AB 2 v v0 2 103 m / s m
带电粒子在电场中的运动
六合实验高中
例与练
4、如图所示，A、B为平行金属板电容器，两板
带电粒子在电场中的运动
六合实验高中
二、带电粒子在匀强电场中的偏转
F qE qU a m m md
类平抛运动
qUl tan 2 v0 m v0 d
l t v0
qUl v y at m v0 d
与粒子比荷q/m成正比 与粒子初速度v0平方成反比 与电场的属性U、l、d有关
带电粒子在电场中的运动
六合实验高中
析与解
设电子在两板间的运动时间为t
设电子在偏转电压为U0时进入板间
l 8 t 1.5 10 s v0
2
t 0.02 s
可认为在t时间 内电场不变
eU0l d y 2 2m v0 d 2
mv d 40V U 0 el
2 2 0 2
1 2 mv 0 qU 2
U d
带电粒子在电场中的运动
U
六合实验高中
例与练
3、如图所示的电场中有A、B两点，A、B的电势
差UAB＝100V，一个质量为m=2.0×10-12kg、 电量为q=-5.0×10-8C的带电粒子，以初速度v0 =3.0×103m/s由A点运动到B点，求粒子到达B 点时的速率。（不计粒子重力）
电子沿Y方 向向上偏移
带电粒子在电场中的运动
六合实验高中
三、示波管的原理
1、如果在电极XX’之间不加电压，而在YY’ 之间加不变电压，使Y’的电势比Y高，电子 将打在荧光屏的什么位置？
电子沿Y方 向向下偏移
带电粒子在电场中的运动
六合实验高中
三、示波管的原理
1、如果在电极XX’之间不加电压，但在YY’ 之间加不变电压，使Y的电势比Y’高，电子 将打在荧光屏的什么位置？ 如果在电极 YY’之间不加电压，但在XX’ 之间加不变电压，使X的电势比X’高，电 子将打在荧光屏的什么位置？ 电子沿X方
例与练
13、质量为1×10-25kg、电量为1×10-16C 的带电粒子以2×106m/s速度从水平放置的 平行金属板A、B中央沿水平方向飞入板间， 如图所示。已知板长L＝10cm，间距d＝ 2cm，当AB间电压在 范围内时， 此带电粒子能从板间飞出。
+ + v0
+
+ +
- 带电粒子在电场中的运动
六合实验高中
一、带电粒子在电场中的加速
2、动能定理：
1 2 由动能定理： W mv 0 2 A 又W qU 也适用于非 1 2 匀强电场 qU mv 2
d
B E + v
v
2qU m
带电粒子在电场中的运动
U
六合实验高中
例与练
1、如图所示，M、N是在真空中竖直放置的两块
平行金属板，质量为m、电量为+q的带电粒子， 以极小的初速度由小孔进入电场，当M、N间电 压为U时，粒子到达N板的速度为v，如果要使这 个带电粒子到达N板的速度为2v ，则下述方法能 满足要求的是（ ） M d N A、使M、N间电压增加为2U B、使M、N间电压增加为4U C、使M、N间电压不变，距离减半 + D、使M、N间电压不变，距离加倍
带电粒子在电场中的运动
mg qE mg
六合实验高中
二、带电粒子在匀强电场中的偏转
+ + + + + + + + + + +
d
q、 m +
v0
- - - - - - - - - - -
U
l
带电粒子在电场中的运动
六合实验高中
二、带电粒子在匀强电场中的偏转
+ + + + + + + + + + +
d
q、 m +
带电粒子在电场中的运动
六合实验高中
例与练
7、质子(质量为m、电量为e)和二价氦离子 (质量为4m、电量为2e)以相同的初动能垂 直射入同一偏转电场中，离开电场后，它 们的偏转角正切之比为 ，侧移之 比为 。
qUl tan 2 m v0 d
与电量成正比
qUl y 2 2m v0 d
与电量成正比
向向里偏移
带电粒子在电场中的运动
六合实验高中
三、示波管的原理
1、如果在电极XX’之间不加电压，但在YY’ 之间加不变电压，使Y的电势比Y’高，电子 将打在荧光屏的什么位置？ 如果在电极 YY’之间不加电压，但在XX’ 之间加不变电压，使X’的电势比X高，电 电子沿X方 子将打在荧光屏的什么位置？
向向外偏移
间的距离为d，在A板的缺口的正上方距离为h的 P处，有一静止的、质量为m、带电量为+q的液 滴由静止开始自由落下，若要使液滴不落在B板 上，两板间场强至少为多大？两板间的电压U至 少为多大？
对全过程由动能定理： m g(h d ) qU 0 U m g(h d ) / q
U m g(h d ) E d qd
例与练
10、如图所示，二价氦离子和质子的混合体， 经同一加速电场加速后，垂直射入同一偏 转电场中，偏转后，打在同一荧光屏上， 则它们（ ） A、侧移相同 B、偏转角相同 C、到达屏上同一点 D、到达屏上不同点
y
U 2l 4U1d
2
与粒子的电量q、 质量m无关
带电粒子在电场中的运动
六合实验高中
例与练
带电粒子在电场中的运动
六合实验高中
一、带电粒子在电场中的加速
１、动力学方法：
F qE qU 由牛顿第二定律：a m m md
2
由运动学公式：
v 0 2ad
只适用于 匀强电场
A d + U
B E F v
2qU v 2ad m 2qU 初速度不 v 为零呢？ m
带电粒子在电场中的运动
11、试证明：带电粒子垂直进入偏转电场，离开 电场时就好象是从初速度所在直线的中点沿直线 离开电场的。
x
θ
qUl y 2 2m v0 d
2
qUl tan 2 m v0 d
2
qUl 2 y 2m v0 d x qUl tan 2 m v0 d
l 2
六合实验高中
带电粒子在电场中的运动
v
2qU m
v与电压平方
U
六合实验高中
根成正比
带电粒子在电场中的运动
例与练
2、如图M、N是在真空中竖直放置的两块平行金
属板，质量为m电量为-q的带电粒子，以初速度 V0由小孔进入电场，当M、N间电压为U时，粒 子刚好能到达N板，如果要使这个带电粒子能够 到达M、N两板间距的1/2处返回，则下述方法 能满足要求的是（ ） M d N A、使初速度减半 B、使M、N间电压加倍 v0 C、使M、N间电压提高4倍 D、使初速度和M、N间电压都加倍
带电粒子在电场中的运动
六合实验高中
2
例与练
8、三个电子在同一地点沿同一直线垂直飞 入偏转电场，如图所示。则由此可判断 （ ） A、 b和c同时飞离电场 B、在b飞离电场的瞬间，a刚好打在下极 板上 C、进入电场时，c速度最大，a速度最小 D、c的动能增量最小， a和b的动能增量一样大
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公开课《带电粒子在电场中的运动》省公开课获奖课件市赛课比赛一等奖课件
tan
eU 2l mv02d
U2l 2U1d
y U2l 2 4U1d
与粒子旳电量q、 质量m无关
SKT思索题
试证明：带电粒子垂直进入偏转电场，离开电场
时就好象是从初速度所在直线旳中点沿直线离开
电场旳。 x
θ
y
qUl 2 2mv02d
tan
qUl mv02d
qUl 2
x y 2mv02d
第九节：带电粒子在电场中旳运动
QJJR情景引入
火爆旳电视剧让你深深旳沉迷在其中，你 旳心情随情节而起伏，从我们物理学旳角度， 我想问你，你了解电视机旳工作原理吗？电视 机是怎样工作旳，在电子技术中，示波器能简 朴旳反应这一原理，就让我们从电子在电场中 旳运动说起吧！
SWMB三维目的设计
能够从受力和能量转换旳角度分析带电粒子 在电场中旳运动，培养用运动分解旳措施来研究 问题旳能力，进而了经过示波器旳研究了解电视 机旳工作原理，渗透物理学措施旳教育：利用理 想化措施，突出主要原因，忽视次要原因，认识 哲学旳措施美。
A、有相同旳质量
B、有相同旳电荷量 C、有相同旳比荷
C
D、属于同一元素旳同位素
y
qUl 2 2mv02d
KTLX课堂练习2
2、如图所示，M、N是在真空中竖直放置旳两块
平行金属板，质量为m、电量为+q旳质子，以极
小旳初速度由小孔进入电场，当M、N间电压为
U时，粒子到达N板旳速度为v，假如要使这个带
电粒子到达N板旳速度为2v ，则下述措施能满足
解：由动能定理，得
eU 1 mv 2 2
v 2eU m
代入数值得：v=3.0×107m/s
y
1 qU
微型专题03 带电粒子在电场中的运动(四种题型)(课件)(共33张PPT)
面方向的偏转距离Δy；
(2)分析物理量的数量级，是解决物理问题的常用方法.在解决(1)问时忽略了电子所
受重力，请利用下列数据分析说明其原因.已知U＝2.0×102 V，d＝4.0×10－2 m，m
＝9.1×10－31 kg，e＝1.6×10－19 C，g＝10 m/s2.
新教材 新高考
1
解析（1）根据动能定理，有 eU0＝ mv02，
里的最高点不一定是几何最高点，而应是物理最高点.几何最高点是图形
中所画圆的最上端，是符合人眼视觉习惯的最高点.而物理最高点是物体
在圆周运动过程中速度最小(称为临界速度)的点.
新教材 新高考
例4.如图所示，半径为r的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内，环上套有一质量为m、带
电荷量为＋q的珠子，现在圆环平面内加一个匀强电场，使珠子由最高点A从静止开始
仍沿水平方向并恰好从B板边缘水平飞出(g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos
37°=0.8)。求:
(1)液滴的质量;
(2)液滴飞出时的速度。
新教材 新高考
答案:(1)8×10-8 kg
7
(2) 2 m/s
解析:(1)根据题意画出带电液滴的受力图如图所示,可得
qEcos α=mg
E=
暗示以外，一般都不考虑重力。（但并不能忽略质量）
2.带电微粒：如带电小球、液滴、尘埃等。除非有说
明或明确的暗示以外，一般都考虑重力。
注意：某些带电体是否考虑重力，要根据题目暗示或运动状态来判定
新教材 新高考
带电粒子在匀强电场中运动状态：
静止
平衡（F合=0）
匀速直线运动
匀变速运动
（F合≠0）
匀变速直线运动—加速、减速
高二物理选修3-1第一章静电场第9节带电粒子在电场中的运动课件(共31张PPT)
可能质量不同，因而它们在电场中的加速 度可以互不相同，这是静电场与重力场的 重要区别。
示波管的原理
1.有一种电子仪器叫示波器，可以用来观察 电信号随时间变化的情况。
2.示波器的核心部件是示波管，如图所示是 它的原理图。它由电子枪、偏转电极和荧 光 屏组成，管内抽成真空。电子枪的作用 是产生高速飞行的一束电子，前面例题1实 际上讲的就是电子枪的原理。
8.示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、 偏转电极和荧光屏组成，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 ）
A．极板x应带正电，极板y应带正电 B．极板x′应带正电，极板y应带正电 C．极板x应带正电，极板y′应带正电 D．极板x′应带正电，极板y′应带正电
9.示波管内部结构如图所示，如果在电极YY′之 间加上图(a)所示的电压，在XX′之间加上图(b) 所示电压，荧光屏上会出现的波形是（ C ）
其中t为飞行2 时间。由于电子在平行于板面的方 向不受力，所以在这个方向做匀速运动，由
l ＝ v0t 可求得：t=l/v0 代入数据得：y=0.36cm 即电子射出时沿垂直于板面的方向偏离 0.36 cm。
（2）偏转角度θ如图所示，由于电子在平行 于板面的方向不受力，
它离开电场时，这个方
向的分速度仍是v0， 而垂 直于板面的分速度是
5.现代实验测出的电子电荷量是 e＝1.60×10-19C
【课堂训练】
1.如图所示装置，从A板释放的一个无初速电子 向B板方向运动，下列对电子的描述中正确的是 （ ABD） A.电子到达B板时动能是eU B.从B板到C板时动能变化为零 C.电子到达D板时动能是3eU D.电子在A板和D板之间往复运动
10.图(a)为示波管的原理图。如果在电极YY ′之 间所加的电压图按图(b)所示的规律变化，在电 极XX′之间所加的电压按图(c)所示的规律变化， 则在荧光屏上会看到的图形是（ B ）
示波管的原理
1.有一种电子仪器叫示波器，可以用来观察 电信号随时间变化的情况。
2.示波器的核心部件是示波管，如图所示是 它的原理图。它由电子枪、偏转电极和荧 光 屏组成，管内抽成真空。电子枪的作用 是产生高速飞行的一束电子，前面例题1实 际上讲的就是电子枪的原理。
8.示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、 偏转电极和荧光屏组成，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 ）
A．极板x应带正电，极板y应带正电 B．极板x′应带正电，极板y应带正电 C．极板x应带正电，极板y′应带正电 D．极板x′应带正电，极板y′应带正电
9.示波管内部结构如图所示，如果在电极YY′之 间加上图(a)所示的电压，在XX′之间加上图(b) 所示电压，荧光屏上会出现的波形是（ C ）
其中t为飞行2 时间。由于电子在平行于板面的方 向不受力，所以在这个方向做匀速运动，由
l ＝ v0t 可求得：t=l/v0 代入数据得：y=0.36cm 即电子射出时沿垂直于板面的方向偏离 0.36 cm。
（2）偏转角度θ如图所示，由于电子在平行 于板面的方向不受力，
它离开电场时，这个方
向的分速度仍是v0， 而垂 直于板面的分速度是
5.现代实验测出的电子电荷量是 e＝1.60×10-19C
【课堂训练】
1.如图所示装置，从A板释放的一个无初速电子 向B板方向运动，下列对电子的描述中正确的是 （ ABD） A.电子到达B板时动能是eU B.从B板到C板时动能变化为零 C.电子到达D板时动能是3eU D.电子在A板和D板之间往复运动
10.图(a)为示波管的原理图。如果在电极YY ′之 间所加的电压图按图(b)所示的规律变化，在电 极XX′之间所加的电压按图(c)所示的规律变化， 则在荧光屏上会看到的图形是（ B ）
10.5 带电粒子在电场中的运动(课件)
d
+
q、
m
垂直电场方向：匀速直线运动
U
v0
---------- +
L
沿电场方向：初速度为零的匀加速直线运动
三、带电粒子在电场中的偏转
【问题提出】如图，粒子以初速度v0射入电场，求射出电场时沿垂直
于板面方向偏移的距离y和速度偏转的角度θ。
+ + + + + + + + + + +
q、m
d
+
偏移距离（侧移
第二定律结合匀变速直线运动公式分析;另
一种是利用静电力做功结合动能定理分析。
选择：当解决的问题属于匀强电场且涉及运动时间等描述运动过程的
物理量时，适合运用前一种思路分析;当问题只涉及位移、速率等动能
定理公式中的物理量或非匀强电场情景时，适合运用后一种思路分析。
多级加速
问题：如图多级平行板连接，能否加速粒子？
2
v
2qU
m
总结：粒子加速后的速度只与加速电压有关。
+
F
U
v
二、带电粒子在电场中的加速
思
考
：
若两极板间不是匀强电场，该用何种方法求解？
能量观点：动能定理
若粒子的初速度为零,则:
1
qU mv 2
2
1
1
2
2
mv
mv
0 qU
若粒子的初速度不为零,则:
2
2
二、带电粒子在电场中的加速
方法：分析带电粒子加速的问题，常有两种思路∶ 一种是利用牛顿
Xˊ
X
物质的残光特性，
高中物理《带电粒子在电场中的运动》课件ppt
C.尽可能减小板间距d
v0
D.使电子的入射速度v0大些
h
h 1 ( eU )( L )2 2 md v0 h eL2
U 2mdv02
例7、a、b、c三个α粒子同时由同一点垂直进入偏转
电场,其轨迹如图，其中b恰好飞出电场，则（ ACD ）
A.在b飞离电场的同时，a刚好打在负极板上
B. b和c同时飞离电场
由⑤⑦式可知 a b c ⑧
课堂小结：
一、带电粒子在匀强电场中的平衡：F合=0
二、带电粒子的匀变 速直线运动
从动力学和运动学角度分析 从做功和能量的角度分析
三、带电粒子的匀变速曲线运动——偏转
粒子在与电场垂直的方向上做
类似平抛运动的分析方法
匀速直线运动
粒子在与电场平行的方向上 做初速度为零的匀加速运动
A.两板间距离越大，加速时间就越长，则获得的速率
就越大.
B.两板间距离越小，加速时间就越长，则获得的速率
就越大
C.与两板间的距离无关，仅与加速电压有关
D.以上解释都不对.
P
Q
eU 1 mv2
2
v 2eU m
v与d和t均无关.
U
2.带电粒子在电场中的匀变速曲线运动——偏转
例5、如图所示，在真空中水平放置一对金属板Y和Y’，
1、带电粒子的匀变速直线运动：
例3：如图所示，在真空中有一对平行金属板，板间 距离为d，两板间加以电压U．两板间有一个带正电 荷量为q的带电粒子 (不计重力) ，它在电场力的作用 下，由静止开始从正极板向负极板运动，到达负极板 时的速度有多大？
qE
若不计粒子重力，则该粒子沿
qE
电场线做匀加速直线运动。
C.进入电场时，c的速度最大，a的速度最小
《带电粒子在电场中的运动》PPT优秀课件
带电粒子在电场中的运动
----示波器
回顾
1、带电粒子在电场中的加速
1
qU mvt 2
2
2、带电粒子在电场中的偏转
粒子作类平抛运动
3、带电粒子加速与偏转问题综合
若带电粒子由静止先经加速电场(电压 U1)加速，又进入偏
2
1 2 qU2l
y＝2at ＝2dmv20
转电场(电压 U2)，射出偏转电场时偏移量
组成结构：电子枪，偏转电极和荧光屏；
管内抽成真空；电子枪的作用是产生高速飞行的电子；
示波管原理示意图：
示波管
1、如果在偏转电极X X' 之间和偏转电极Y Y' 之间都没有加电压
电子束从电子枪射出后沿直线传播，打在荧光屏中心，在那里产生一个亮斑。
示波管
2、如果在电极 X X' 之间不加电压，但在 Y Y' 之间加不变的电压
qU1＝1mv20
2
U2l2
U2l
⇒y＝
，速度偏转角的正切值为 tan θ＝
。
4dU1
2U1d
偏转电极的不同放置方式
若金属平行板水平放置，电子将在竖直方向发生
偏转。
若金属平行板竖直放置，电子将在水平方向发生
偏转。
示波管
新知讲解
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
常见的扫描电压：
（2）信号电压：UYY'（竖直方向）
常见的信号电压：
示波管
研究：若在水平方向和竖直方向分别加入如图所示的交变电压，显示屏上的图像如何？
要点：
（1）若周期电压发生变化，则象限图中形成
的图像也会变化。
----示波器
回顾
1、带电粒子在电场中的加速
1
qU mvt 2
2
2、带电粒子在电场中的偏转
粒子作类平抛运动
3、带电粒子加速与偏转问题综合
若带电粒子由静止先经加速电场(电压 U1)加速，又进入偏
2
1 2 qU2l
y＝2at ＝2dmv20
转电场(电压 U2)，射出偏转电场时偏移量
组成结构：电子枪，偏转电极和荧光屏；
管内抽成真空；电子枪的作用是产生高速飞行的电子；
示波管原理示意图：
示波管
1、如果在偏转电极X X' 之间和偏转电极Y Y' 之间都没有加电压
电子束从电子枪射出后沿直线传播，打在荧光屏中心，在那里产生一个亮斑。
示波管
2、如果在电极 X X' 之间不加电压，但在 Y Y' 之间加不变的电压
qU1＝1mv20
2
U2l2
U2l
⇒y＝
，速度偏转角的正切值为 tan θ＝
。
4dU1
2U1d
偏转电极的不同放置方式
若金属平行板水平放置，电子将在竖直方向发生
偏转。
若金属平行板竖直放置，电子将在水平方向发生
偏转。
示波管
新知讲解
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
常见的扫描电压：
（2）信号电压：UYY'（竖直方向）
常见的信号电压：
示波管
研究：若在水平方向和竖直方向分别加入如图所示的交变电压，显示屏上的图像如何？
要点：
（1）若周期电压发生变化，则象限图中形成
的图像也会变化。
高中物理带电粒子在电场中的运动精品课件-PPT
四、示波器得原理 (第二课时)
1、示波器作用:就是一种用来观察电信号随时间 变化得电子仪器。
2、她得核心部件就是示波管:由电子枪、偏转电 极和荧光屏组成,管内抽成真空。
四、示波器得原理
产生高速飞 锯齿形扫 行得电子束 描电压
使电子沿x 方向偏移
待显示得 电压信号
使电子沿Y 方向偏移
3、原
理已知:U1、l、YY׳偏转电极得电压U2、板间距d 、 板
y U2l2
4U1d
与粒子得电量q、 质量m无关
中,重力可忽略。在满足电子能射出平行板区得条
件下,下述四种情况中,一定能使电子得偏转角θ变大
得就是 ( )
A、U1变大、U2变大 C、U1变大、U2变小
B、U1变小、U2变大 D、U1变小、U2变小
析与解 对加速过程由动能定理:
qU1
1 2
mv02
mv02 2qU1
对偏转过程由偏转角正切公式:
开电场后得偏转角正切为0、25
√D、如果带电粒子得初动能为原来得2倍,则粒子离 开电场后得偏转角正切为0、25
强化练习
5、质子(质量为m、电量为e)和二价氦离子
(质量为4m、电量为2e)以相同得初动能垂
直射入同一偏转电场中,离开电场后,她们
得偏转角正切之比为
2:1,侧移之比
为
。2:1
tan qUl
析与解
y
qUl 2 2mv02d
而yc yb
v0c ya
ybv0b又y又 t1atvl20
2
tc tb ta tb
而la lb v0a v0b
Ek W qEy
Eka Ekb Ekc
强化练习
7、如图,电子在电势差为U1得加速电场中由静止开 始加速,然后射入电势差为U2得两块平行极板间得 电场中,入射方向跟极板平行。整个装置处在真空
带电粒子在电场中的偏转运动课件
04
带电粒子在电场中的偏转实验
实验设备介绍
示波器
用于显示带电粒子在电场中的运 动轨迹。
电场发生器
产生电场，使带电粒子偏转。
粒子源
提供带电粒子，如电子或离子。
真空室
保持实验环境真空，减少空气阻 力对粒子运动的影响。
实验操作步骤
抽真空
将真空室内的空气抽出，创造 一个接近真空的环境。
电场调节
调整电场发生器的参数，使粒 子在电场中发生偏转。
带电粒子在电场中的偏转运动 课件
CONTENTS
• 带电粒子在电场中的基本性质 • 带电粒子在电场中的运动分析 • 带电粒子在电场中的偏转规律 • 带电粒子在电场中的偏转实验 • 带电粒子在电场中的偏转应用
01
带电粒子在电场中的基本性质
电荷的性质
电荷守恒
电荷既不会创生也不会消灭，只 能从一个物体转移到另一个物体，
加速运动。
粒子加速器在科学研究、医学、 工业等领域有广泛应用，如核物 理研究、放射性治疗、材料科学
等。
粒子加速器能够提供高能粒子束， 为科学研究提供重要的实验手段。
谢谢您的聆听
THANKS
斜向电场线的偏转
总结词
斜向电场线偏转时，带电粒子在电场中受到的电场力与初速度方向存在一定的夹 角，导致带电粒子在垂直和平行于电场线方向上均产生位移。
详细描述
当带电粒子斜向射入电场线时，由于受到与初速度方向存在一定夹角的电场力作 用，粒子将在垂直和平行于电场线方向上均产生位移。位移的大小与粒子的初速 度大小和方向、电场强度有关。
在电荷周围总有电场存在； 同时描述电场的物理量一 共有六个，其中两个必须 选定参考点才能确定大小。
电场的力的性质通过电场 强度来描述，电场强度的 方向正电荷受到的电场力 的方向相同，与负电荷受 到的电场力的方向相反。
高中物理精品PPT课件《带电粒子在电场中的运动》(23张)
如果带电粒子沿垂直电场的方向进入匀 强电场，它将怎样运动呢?
下面我们来探讨带电粒子的偏转
二、带电粒子的偏转
+++++++++
d
q、m +
v0
U
--------
l
二、带电粒子的偏转
+++++++++
d v0
q、m +
UF
--------
l
1.q的受力怎样? －q的受力又怎样? 2.水平方向和竖直方向的运动性质怎样? 3.与学过的哪种运动形式类似? zxxk
二、带电粒子的偏转
带电粒子 沿垂直电场的方向进入匀强电场,
做类平抛运动：
垂直电场方向:zxxk 做匀速直线运动 平行电场方向: 做初速度为0的匀加速直线运动
二、带电粒子的偏转
+++++++++
d
q、m +
v0
UF
--------
偏移距离
y
+θ
v0
l
4.如何求粒子的偏移距离?
vy v
偏转角
5.如何求粒子的出射速度大小及偏转角?
解:垂直电场方向:飞行时间
t
l v0
平行电场方向:加速度 a F eU
m md
偏移距离
y
1 2
at 2
1 2
eUl2 mv02d
qUl
偏移角
vy a
tin
t
vy v0
下面我们来探讨带电粒子的偏转
二、带电粒子的偏转
+++++++++
d
q、m +
v0
U
--------
l
二、带电粒子的偏转
+++++++++
d v0
q、m +
UF
--------
l
1.q的受力怎样? －q的受力又怎样? 2.水平方向和竖直方向的运动性质怎样? 3.与学过的哪种运动形式类似? zxxk
二、带电粒子的偏转
带电粒子 沿垂直电场的方向进入匀强电场,
做类平抛运动：
垂直电场方向:zxxk 做匀速直线运动 平行电场方向: 做初速度为0的匀加速直线运动
二、带电粒子的偏转
+++++++++
d
q、m +
v0
UF
--------
偏移距离
y
+θ
v0
l
4.如何求粒子的偏移距离?
vy v
偏转角
5.如何求粒子的出射速度大小及偏转角?
解:垂直电场方向:飞行时间
t
l v0
平行电场方向:加速度 a F eU
m md
偏移距离
y
1 2
at 2
1 2
eUl2 mv02d
qUl
偏移角
vy a
tin
t
vy v0
带电粒子在电场中的运动ppt课件
A
B
C
D
E
F
U
－
U ~
＋
U
u0
多级直线加速器示意图
0
T
2T
t
-u0
二、带电粒子在电场中的偏转
【情景】如图，水平放置一对金属板Y和Y′,长度为L，相距为d，极板间的
电压为U。一电荷量为q质量为m的电子，从两板中央以水平速度v0射入。
【问题】
-
Y
1.请你分析电子的运动？ 2.求电子穿出电场时的侧移量y与偏转角的tanθ.
对带电粒子在电场中的运动，从受力的角度来看，遵循牛顿运动定律，从
做功的角度来看，遵循能的转化和守恒定律．
★研究带电粒子运动的主要工具：
电场力 F=qE
加速度 a=F/m
电场力的功 W=qU
动能定理
W
qU
1 2
mvt 2
1 2
mv02
一、带电粒子在电场中的加速
【情景】如图,真空中一对金属板间距为d,加上电压U。若一个质量为m,带正电荷q的粒子, 在静电力的作用下由静止开始运动从正极板向负极板运动。
第十章 静电场中的能量 第 5 节 带电粒子在电场中的运动
教学目标
1．掌握带电粒子在电场中加速和偏转所遵循的规律． 2．带电粒子在电场中的偏转问题及应用 3．知道示波器的主要构造和工作原理．
新课引入
大型粒子对撞机
医用直线加速器(IGRT)
示波器
新课引入
在现代科学实验和技术设备中，常利用电场来改变或控制带电粒子的运动。
t
X
Y′
课堂小结
通过本节课的学习，你学到了哪些知识？学会了哪些方法？
知识总结：
1.带电粒子在电场中的加速运动。