物理第十章 静电场中的能量5 带电粒子在电场中的运动集体备课课件ppt

这是一份物理第十章 静电场中的能量5 带电粒子在电场中的运动集体备课课件ppt，共23页。PPT课件主要包含了方法一，牛顿第二定律，运动学公式，只适用于匀强电场，方法二，动能定理，也适用于非匀强电场，偏转角，运动的性质，侧向偏移y等内容，欢迎下载使用。

电场中的带电粒子一般可分为两类：
1、带电的基本粒子：如电子，质子，α粒子，正负 离子等。这些粒子所受重力和电场力相比小得多， 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。除有说明或暗示外,一般都考虑重力。
带电粒子在电场中的运动
一、带电粒子在电场中加速
也适用于 非匀强电场
在电场加速问题中板间距离不是必须条件
二、带电粒子在电场中偏转
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:____________________
平行电场方向:__________________________________________
做初速度为0的匀加速直线运动
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
末速度的反向延长线与初速度延长线交点恰好 在v0方向位移的中点。
1. 真空中有一对平行金属板，相距6.2 cm，两板电势差为90 V。二价的氧离子由静止开始加速，从一个极板到达另一个极板时，动能是多大？这个问题有几种解法？哪种解法比较简便？
2. 某种金属板M受到一束紫外线照射时会不停地发射电子，射出的电子具有不同的方向，速度大小也不相同。在M旁放置一个金属网N。如果用导线将M、N连起来，从M射出的电子落到N上便会沿导线返回M，从而形成电流。现在不把M、N直接相连，而按图10.5-7那样在M、N之间加电压U，发现当U＞12.5 V 时电流表中就没有电流。问：被这束紫外线照射出的电子，最大速度是多少？
3. 先后让一束电子和一束氢核通过同一对平行板形成的偏转电场，进入时速度方向与电场方向垂直。在下列两种情况下，分别求出电子偏转角的正切与氢核偏转角的正切之比。（1）电子与氢核的初速度相同。（2）电子与氢核的初动能相同。
电荷经加速电场加速后进入偏转电场
通过加速电场的末速度为进入偏转电场的_______
带电粒子的侧移和偏转角由加速电场和偏转电场的 属性决定，而与粒子的质量、电荷量无关。
4. 让一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子的混合物由静止开始经过同一加速电场加速，然后在同一偏转电场里偏转，它们是否会分离为三股粒子束？请通过计算说明。
5. 电子从静止出发被1 000 V 的电压加速，然后沿着与电场垂直的方向进入另一个电场强度为5 000 N/C 的匀强偏转电场。已知偏转电极长6 cm，求电子离开偏转电场时的速度及其与进入偏转电场时的速度方向之间的夹角。
6. 某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中，质子先被加速到具有较高的能量，然后被引向轰击肿瘤，杀死其中的恶性细胞，如图10.5-8所示。若质子的加速长度为4.0 m，要使质子由静止被加速到1.0×10 7 m/s，加速匀强电场的电场强度应是多少？
1、如图，电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始加速，然后射入电势差为U2的两块平行极板间的电场中，入射方向跟极板平行。整个装置处在真空中，重力可忽略。在满足电子能射出平行板区的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角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
2、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、侧移距离相同 B、偏转角相同 C、到达屏上同一点 D、到达屏上不同点
带电粒子的偏移量和偏转角由系统决定，而与粒子的质量、电量无关.只要电性相同的带电粒子,在电场中留下的轨迹相同,所以无法将电性相同的粒子分开.
例题：(07·重庆)飞行时间质谱仪可通过测量离子飞行时间得到离子的比荷q/m，如图1。带正电的离子经电压为U的电场加速后进入长度为L的真空管AB，可测得离子飞越AB所用时间t1。改进以上方法，如图2，让离子飞越AB后进入场强为E(方向如图)的匀强电场区域BC，在电场的作用下离子返回B端，此时，测得离子从A出发后飞行的总时间t2，(不计离子重力) (1)忽略离子源中离子的初速度:①用t1计算比荷；②用t2计算比荷。
例题：(07·重庆) 如图1。带正电的离子经电压为U的电场加速后进入长度为L的真空管AB，可测得离子飞越AB所用时间t1。改进以上方法，如图2，让离子飞越AB后进入场强为E(方向如图)的匀强电场区域BC，在电场的作用下离子返回B端，此时，测得离子从A出发后飞行的总时间t2，(不计离子重力)(2)忽略离子源中离子的初速度:①用t1计算比荷；②用t2计算比荷。
例题：(07·重庆) 如图2，让离子飞越AB后进入场强为E(方向如图)的匀强电场区域BC，在电场的作用下离子返回B端，此时，测得离子从A出发后飞行的总时间t2，(不计离子重力)(1)忽略离子源中离子的初速度:①用t1计算比荷；②用t2计算比荷。
例题：(07·重庆) 如图2,让离子飞越AB后进入场强为E(方向如图)的匀强电场区域BC,在电场的作用下离子返回B端,此时,测得离子从A出发后飞行的总时间t2,(不计离子重力) (2) 离子源中相同荷质比离子的初速度不尽相同,设两个比荷都为q/m的离子在A端的速度分别为v和v/(v≠v/),它们飞行的总时间通常不同,存在时间差Δt,可通过调节电场E使Δt＝0。求此时E的大小。
例题：在空间中取坐标系xy，在第一象限内平行于y轴的虚线MN与y轴的距离为d，从y轴到MN之间的区域充满一个沿y轴正方向的匀强电场，场强大小为E，如图示。初速度可以忽略的电子经过另一个电势差为U的电场加速后，从y轴上的A点以平行于x轴的方向射入第一象限区域，A点坐标为(0，h)。已知U>Ed2/4h，不计电子的重力影响，求电子经过x轴时的位置。