第二章 静电场的应用 第2节 带电粒子在电场中的运动 复习回顾 （1）牛顿第二定律表达式: （2）动能定理的表达式是什么? （3）平抛运动的两个分运动分别是什么？ （4）物体做直线运动的条件是？ 物体做曲线运动的条件是？ 01 带电粒子在电场中的运动 注：带电粒子所受重力一般远小于电场力，一般都不考虑重力(有说明或暗示除外). 2、宏观带电微粒：如带电小球、液滴、油滴、尘埃等. 带电粒子 1、微观带电粒子（基本粒子）：如电子、质子、α粒子，正负离子等. 注：一般都考虑重力(有说明或暗示除外). ②一般来说，粒子即使不考虑重力，也不能忽略质量 ①带电体是否考虑重力，要根据题目暗示或运动状态来判定。 A B U d E + F v 如图，在加上电压U并处于真空中相距d的平行金属板间有一正电荷q, 质量为m,只在电场力作用下由静止开始从正极板A向负极板B运动，电荷将做什么运动？到达B板的速度多大？ 解：????=????????=???????? ? 匀强电场：????=???????? ? ????=???????????????? ? 位移：????=???? ? 根据：2????????=????2?0 ? 得：????=2?????????=2????????????? ? 方法一：运动学 复杂，且只适用于匀强电场 方法二：动能定理 电场力做功：????=????????=1?2?????????2?0 ? 得：????=2??????????? ? 简单，适用于任何电场 例1 如图所示，一电子由静止开始从A板向B板运动，到达B板时的速度为v， 保持两板间的电压不变，则( ) A.当增大两板间的距离时，速度v增大 B.当减小两板间的距离时，速度v减小 C.当减小两板间的距离时，速度v不变 D.当减小两板间的距离时，电子在两板 间运动时间变长 C 问题：如图多级平行板连接，能否加速粒子？ U ＋ ＋ ＋ － － － A B C D E F 怎么办 ？ 02 加速器 多级直线加速器示意图 U ~ ＋ － 因交变电压的变化周期相同，故粒子在每个加速电场中的运动时间相等。 U 0 u0 -u0 t T 2T t ～ 03 带电粒子在电场中的偏转 【问题提出】如图，一带电粒子以垂直匀强电场的场强方向以初速度v0射入电场，若不计粒子的重力，带电粒子将做什么运动？ 1.受力分析： 仅受竖直向下的电场力 做类平抛运动 2.运动分析： v0 q、m L d - - - - - - - - - - + + + + + + + + + U + + 垂直电场方向：匀速直线运动 沿电场方向：初速度为零的匀加速直线运动 L d + - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + U v0 q、m F + v v0 vy y θ 偏转角（偏向角） 偏移距离（侧移距离或侧移量） 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正切值。 L d - - - - - - - - + + + + + + + + + U v0 q、m + + vy θ v v0 y 1.飞行时间： 2.加速度： 4.竖直分速度： 5.速度偏转角： 3.竖直分位移： B 例3 如图所示，电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始运动，然后射入电势差为U2的两块平行极板间的电场中，射入方向跟极板平行，整个装置处在真空中，电子的重力可忽略。在满足电子能射出平行极板的条件下，下述四种情况，一定能使电子的速度偏转角θ变大的是( ) A.U1变大、U2变大 B.U1变小、U2变大 C.U1变大、U2变小 D.U1变小、U2变小 B 04 示波器 电子枪 偏转电极 - + 荧光屏 Y Y’ X X’ Y Y’ X X’ 1、作用：观察电信号随时间变化的情况 2、结构：主要由电子枪、偏转系统和光屏三部分组成。 3、基本原理：带电粒子在电场力的作用下加速和偏转。 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 ???? ? ??′ ? 两端加待显示的电压信号， 使电子沿????方向偏移。 ? ???? ? ????′ ? 锯齿形扫描电压， 使电子沿????方向偏 ... ...
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