选修3-1静电场1.9带电粒子在电场中运动.ppt

选修3-1静电场;教 学 目 标;;引出课题 ;1带电粒子在电场中的运，如图电场中的一个带正电的粒子会做什么样的运动呢？ ;V1; 两块平行正对的金属板 A 、 B ，相距为 d ，带有等量异号电荷，电压为 U ，场强为 E ，如图所示。一质量为 m ，电荷为 q 的带正电的粒子从 A 板处由静止开始运动，求其到达 B 板的速度是多大？ ;习题1：用电压为6.5×10 7 V的电子加速器给电子加速后，求电子的动能和速度分别为多大？已知电子的质量为m e ＝0.91×10 －30 Kg，电子电荷e＝1.6×10 －19 C，电子的初速度忽略不计。 ;例1、下列粒子从初速度为零的状态经加速电压为U的电场后，哪种粒子速度最大 （ ）A、质子 B、氘核 C、氦核 D、钠离子 例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：（ ）A、使初速度减半B、使M、N间电压加倍；C、使M、N间电压提高4倍；D、使初速度和M、N间的电压都加倍;以电子枪为例，指出在非匀强场中匀变速运动公式无法应用，但动能定理 既适用于匀强电场，也适用于非匀强电场。 ;演示：粒子在电场中的加速与电压直接相关。 ;二加速器 ;介绍加速器的应用:粒子束武器、医用加速器、加速器显微镜、电视机、电脑显示器 欧洲大型强子对撞机（ＬＨＣ）３０日实施总能量达７万亿电子伏特的质子束流对撞成功，意味着人类在探索宇宙的奥秘方面又迈进重要一步。据中国科学院高能物理所所长陈和生介绍，中国在这项研究中作出了重要贡献。 ＬＨＣ是世界上最大的大型强子对撞机，位于日内瓦附近、瑞士和法国交界地区地下１００米深处的环形隧道内，隧道总长约２７公里，隧道内安放了四个探测器，即紧凑缪子线圈（ＣＭＳ）、超环面仪器（ＡＴＬＡＳ）、底夸克探测器（ＬＨＣｂ）和大型离子对撞机（ＡＬＩＣＥ）。中国参与了所有四个探测器的建造和实验。 ;三带电粒子在匀强电场中的偏转 ; d ;1 。运动性质：类平抛运动 2 。运动规律： ;如果带电粒子从由静止经过一个电压为 U 1 电场加速后进入一个偏转电场，偏转电压为 U 2 ，则其飞出电场时的侧移距离为多少？设粒子电量为 q ，质量为 m ，偏转极板长 l ，板间距为 d 。 根据： 侧移距离与电荷的电量、质量无关。 ;如果电压不断变化，则偏转距离不断变化。 反过来，从偏转距离的变化可以反映两板间电压的变化。 可以据此来检测一个电压信号，如心电图。 ;例3、一个初动能为EK的带电粒子以速度V垂直电场线方向飞入平行板电容器，飞出电容器时动能为2EK，若这个带电粒子的入射初速度为原来的2倍，则该粒子飞出电容器时的动能应为（ ）A、4EK； B、4.25EK;  C、4.5EK D、8EK;例4、如图所示，从灯丝发射的电子经电压为U1的加速电场加速后，进入偏转电场U2，若要使电子在电场中的偏转量增大为原来的2倍，可供选用的方法是（ ）A、使U1减为原来的1/2；B、使U2增大为原来的2倍；C、使偏转电极板的长度L增大为原来的2倍； D、使偏转电极板的距离减小为原来的1/2。 ;