带电粒子指微观粒子.PPTVIP

三、带电粒子先加速后偏转在电子技术中的应用——示波管。 构造 练习1：一个初速度为零的电子，在场强为4.0×103 V/m的匀强电场中被加速，求经过2.0×10-8 s后，电子的速度和动能。 1、如图所示，在真空室中有两个水平金属板，板间距为d，有一质量为m的带电液滴，电荷量为q，自上极板的上表面处由静止开始自由下落，当它运动到两极板间距离的中点时，给两极板加电压U，使电荷受到向上的力，当电压等于多大时，才能使小液滴在刚好接近下极板时开始向上运动？ 解析：方法一、液滴自由落体至两板间中点时速度大小由V2=2gh 得V=加上电压后所受合力 F=qU/d-mg液滴向上的加速度大小 a=F/m=qU/md-g 再经d/2的距离速度减为零，即V2=2a*d/2=(qU/md-g)d由①②③④解得 U=2mgd/q 方法二、对整个过程进行研究，初速、末速均为零，?Ek=0 由动能定理有： mgd-qU/2=0 解得： U=2mgd/q 2、如图所示，A、B为两块足够大的平行金属板，接在电压为U的电源上，在A板的中央P点处放置一个电子放射源，可以向各个方向发射电子。设电子的质量为m，电量为e，射出的初速度为v，求电子打在B板上的区域面积？（不计电子的重力） 课堂小节 1．带电粒子在匀强电场中的运动：加速和偏转。 处理方法：运动学观点或能的观点。 2．示波管的构造及工作原理。 解：①电子在匀强电场中的加速度: a=F/m = eE/m 　速度:v=at= eEt/m = 1.4×10-7 m/s 　 ②动能Ek= =8.9×10-17 J 　 练习2。一动能为1000eV的电子，沿着与电场垂直的方向进入匀强偏转电场，已知偏转电极长6.0cm，相距离1cm，偏转电压4.0V，求电子离开偏转电场时的偏转角度。 解：由偏转角度公式 及1eV=1.6×10-19J, 　 　有 = =0.012, 　　　　　得：φ=0.69° 练习3。两块平行的金属板A、B之间的电压是80V，一个电子以6.0×106 m/s的速度从小孔C垂直A板进入电场，该电子能打在B板上吗？如果能打在B板上，它到达B板时的速度有多大？如果电源电压变为120V，情况又会怎样？ 解: ①电子射入电场时具有的初动能: 　Ek= = 1.6×10-17 J, 电子从A板到达B板需克服电场力做功: W=qU= 1.3×10-17J 　　Ek W,可见电子能打在B板， ②到达B板时的速度为v= ③如果电源电压变为120V，则电子从A板到达B板需克服电场力做功： W’=qU= 1.9 ×10-17 J， 这时EkW’,电子不能打在B板。 ? m q d ① ② ③ ④ * * 复习： 1。动力学观点： 1） 匀速、匀变速直线运动规律； 2）牛顿运动定律——牛顿三大定律； 3）曲线运动的处理方法——运动的合成和分解； 2。功能观点 1）动能定理； 2）能量守恒定律; 带电粒子 在电场中的运动 一、带电粒子在电场中的加速 例题1：实验表明，炽热的金属丝可以发射电子。在炽热金属丝和金属板间加以电压U=2500V，两板间距为2cm,从炽热金属丝发射出的电子在真空中被加速后，从金属板的小孔穿出。电子射出后的速度有多大？设电子刚从金属丝射出时的速度为零。 - U + V E 已知：电子的质量为0.91×10-30 kg，电子的电荷量e=1.6×10-19 C 解：金属丝和金属板间的电场虽然不是 匀强电场，但仍可用 可得 代入数据得：v=3.0×107 m/s 两板间如果是匀强电场，电子做什么运动？ 一、带电粒子(微粒)在电场中的直线加速问题 基本思路：先判断是什么电场，分析物 体受力情况及运动性质。 1.在匀强电场中 (1)动力学的观点处理; (2)应用功能的观点分析问题； 2.在非匀强电场中 应用能量(动能定理）分析问题. 例2: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？ l v0 d + + + + + + - - - - - - -q