人教社-选修-3-1-1-9带电粒子在磁场中的运动

带电粒子在电场中的运动人教社高中选修3—1第一章第9节陕西省洛南中学刘正安课前准备知识1.物体受恒力作用(1)若初速度为零,则物体将沿此力的方向做_________运动.物体运动与受力间的关系(2)若初速度不为零,当力的方向与初速度方向相同或相反,物体做__________运动;当力的方向与初速度方向不在同一直线上时,物体做___________运动.2.物体受变力作用,物体将做_____________运动,具体情况可仿1中情况讨论.匀加速直线匀变速直线匀变速曲线变加速直线或曲线１、动力学方法：一、带电粒子在电场中的加速ABUdE+Fv由牛顿第二定律：mFamqEmdqU由运动学公式：adv202adv2mqU2mqUv2初速度不为零呢？只适用于匀强电场2、动能定理：ABUdE+v由动能定理：0212mvWqUW又221mvqUmqUv2也适用于非匀强电场一、带电粒子在电场中的加速1、下列粒子由静止经加速电压为U的电场加速后，哪种粒子动能最大（）哪种粒子速度最大（）A、质子B、电子C、氘核D、氦核例与练mqUv2qUmvEk221与电量成正比与比荷平方根成正比2、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）例与练A-v0BABABqUW2022121mvmvWAB202vmqUvABsm/10232022121mvmvqUABq为负二、带电粒子在匀强电场中的偏转ld+-----------+++++++++Uv0q、m二、带电粒子在匀强电场中的偏转ld+-----------+++++++++++Uv0q、mF+vv0vyyθ偏转角侧移二、带电粒子在匀强电场中的偏转mFamqEmdqU0vlt221atydmvqUl2022类平抛运动与粒子比荷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有关二、带电粒子在匀强电场中的偏转mFamqEmdqU0vltatvydmvqUl0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0tanvvydmvqUl20类平抛运动3、质量为m、带电量为q的粒子以初速度v从中线垂直进入偏转电场，刚好离开电场，它在离开电场后偏转角正切为0.5，则下列说法中正确的是（）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0.25B、如果带电粒子的比荷为原来的一半，则粒子离开电场后的偏转角正切为0.25C、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0.25D、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例与练dmvqUl20tan偏转角正切与比荷成正比偏转角正切与初动能成反比偏转角正切与电压成正比4、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。例与练tandmvqUl20dmvqUly2022与电量成正比与电量成正比5、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的动能增量一样大例与练析与解dmvqUly2022bcyy而bcvv000vlt又bayyball而bavv00qEyWEkkckbkaEEEbctt221aty又batt6、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变小例与练20121mvqU1202qUmvdmvleU202tan析与解对加速过程由动能定理：对偏转过程由偏转角正切公式：dUlU122与粒子的电量q、质量m无关dUlUy12247、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。例与练θdmvqUly2022dmvqUl20tantanyxdmvqUldmvqUl2020222lx8、如图所示，有一电子(电量为e、质量为m)经电压U0加速后，沿平行金属板A、B中心线进入两板，A、B板间距为d、长度为L，A、B板间电压为U，屏CD足够大，距离A、B板右边缘2L，AB板的中心线过屏CD的中心且与屏CD垂直。试求电子束打在屏上的位置到屏中心间的距离。例与练析与解电子离开电场，就好象从中点沿直线离开的：θtan)22('llydUUl0245'y对加速过程由动能定理：20021mveU0202eUmvdUUl02tan三、示波管的原理产生高速飞行的电子束待显示的电压信号锯齿形扫描电压使电子沿Y方向偏移使电子沿x方向偏移三、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方向向上偏移三、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方向向里偏移三、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方向向外偏移三、示波管的原理2、如果在电极XX’之间不加电压，但在YY’之间加如图所示的交变电压，在荧光屏上会看到什么图形？0tt1电子沿Y方向向上偏移三、示波管的原理2、如果在电极XX’之间不加电压，但在YY’之间加如图所示的交变电压，在荧光屏上会看到什么图形？t1tt2电子沿Y方向向下偏移三、示波管的原理3、如果在YY’之间加如图所示的交变电压，同时在XX’之间加不变电压，使X的电势比X’高，在荧光屏上会看到什么图形？0tt1电子沿Y方向向上偏，沿X方向向里偏三、示波管的原理3、如果在YY’之间加如图所示的交变电压，同时在XX’之间加不变电压，使X的电势比X’高，在荧光屏上会看到什么图形？t1tt2电子沿Y方向向下偏，沿X方向向里偏三、示波管的原理3、如果在YY’之间加如图所示的交变电压，同时在XX’之间加不变电压，使X’的电势比X高，在荧光屏上会看到什么图形？电子沿Y方向向上向下偏，沿X方向向外偏三、示波管的原理4、如果在YY’之间加如图所示的交变电压，同时在XX’之间加锯齿形扫描电压，在荧光屏上会看到什么图形？XYOABCDEFABCDEFABOCt1DEFt2谢谢大家！再见