1、1.9 1.9 帶電粒子在電場帶電粒子在電場中的運動中的運動1.構造：構造：在兩個相距很近的平行金屬板中間夾在兩個相距很近的平行金屬板中間夾上一層絕緣物質上一層絕緣物質電介質電介質, ,就組成一個最簡單的就組成一個最簡單的電容器電容器, ,叫做平行板叫做平行板電容器。電容器。2.電路圖符號：電路圖符號：一一. .電容器電容器2.電容器的充電：電容器的充電： QQ正極板正極板負極板負極板有短暫的電流有短暫的電流兩極間有電壓兩極間有電壓E3.電容器的放電：電容器的放電： QQ有短暫的電流有短暫的電流E=01.定義：定義：電容器所帶的電荷量電容器所帶的電荷量Q與電容器兩極板間的與電容器兩極板間的電勢

2、差電勢差U的比值。的比值。2.定義式：定義式： UQC 3.物理意義：物理意義：表示電容器容納電荷本領的物理量表示電容器容納電荷本領的物理量 4.單位：單位： 在國際單位制中單位是法拉在國際單位制中單位是法拉（F） 1F=1C/V 常用單位：常用單位：微法微法 F 皮法皮法 pF 1F=10-6F 1F=10-12F二二. .電容電容電容的大小由電容器本身決定，與哪些因素有關？電容的大小由電容器本身決定，與哪些因素有關？極板面積極板面積極板距離極板距離電介質電介質方法：控制變量法方法：控制變量法實驗探究：影響平行板電容器電容的因素實驗探究：影響平行板電容器電容的因素 三三. .平行板電容器的電

3、容平行板電容器的電容SC dC1兩極板間距離兩極板間距離kdSCr4兩極板正對面積兩極板正對面積靜電力常量靜電力常量rC相對介電常數相對介電常數電容器的兩類問題電容器的兩類問題3 3、某些帶電體是否考慮重力，要根據題、某些帶電體是否考慮重力，要根據題目暗示或運動狀態來判定目暗示或運動狀態來判定電場中的帶電粒子一般可分為兩類：電場中的帶電粒子一般可分為兩類：1 1、帶電的、帶電的基本粒子基本粒子：如電子，質子，：如電子，質子，粒粒子，正負離子等。這些粒子所受重力和電場子，正負離子等。這些粒子所受重力和電場力相比小得多，除非有說明或明確的暗示以力相比小得多，除非有說明或明確的暗示以外，一般都不考慮

4、重力。（但并不能忽略質外，一般都不考慮重力。（但并不能忽略質量）。量）。2 2、帶電微粒帶電微粒：如帶電小球、液滴、塵埃等。：如帶電小球、液滴、塵埃等。除非有說明或明確的暗示以外，一般都考慮除非有說明或明確的暗示以外，一般都考慮重力。重力。+ +_E+q.mV0=0一、帶電粒子的加速一、帶電粒子的加速V=?d方法方法1 1：運用運動學和動力學方法求解：運用運動學和動力學方法求解方法方法2 2：運用能量觀點求解：運用能量觀點求解( (一般用動能定理一般用動能定理) )mqUv2帶電粒子在勻強電場中帶電粒子在勻強電場中運動情況：運動情況：受到恒定的電場力受到恒定的電場力受力情況：受力情況： 做勻變

5、速運動做勻變速運動一一. 帶電粒子在電場中的加速帶電粒子在電場中的加速用牛頓運動定律分析用牛頓運動定律分析用動能定理分析用動能定理分析00v?tvUE1（加速電壓）（加速電壓）qUm+_帶電粒子的加速帶電粒子的加速 d d1 1、受力分析、受力分析: : 水平向右的電場力水平向右的電場力 F FqE=qU/dqE=qU/dF F2 2、運動分析、運動分析: :初速度為零，加速度初速度為零，加速度為為a=qU/md的向右的向右勻勻加速直線運動加速直線運動。解法一運用運動學知識求解解法一運用運動學知識求解mqUdmdqUadv2222mqUv2解法二運用動能定理知識求解解法二運用動能定理知識求解m

6、qUvmvqU2212粒子加速后的速度只與加速電壓有關粒子加速后的速度只與加速電壓有關思考題思考題 如兩極板間不是勻強電場該如兩極板間不是勻強電場該用何種方法求解？為什么？用何種方法求解？為什么？ 由于電場力做功與場強是由于電場力做功與場強是否勻強無關，與運動路徑也否勻強無關，與運動路徑也無關，第二種方法仍適用！無關，第二種方法仍適用！ 結論：結論：由于電場力做功與場強是否由于電場力做功與場強是否勻強無關，與運動路徑也無關，所勻強無關，與運動路徑也無關，所以在處理電場對帶電粒子的以在處理電場對帶電粒子的加速加速問問題時，一般都是利用題時，一般都是利用動能定理動能定理進行進行處理。處理。 ld+

7、- - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + + Uv0q、m二二. 帶電粒子在電場中的偏轉帶電粒子在電場中的偏轉 ld+- - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + +Uv0q、mF+vv0vyy偏轉角偏轉角側移側移二二. 帶電粒子在電場中的偏轉帶電粒子在電場中的偏轉試根據類平拋運動的知識，推導偏移量試根據類平拋運動的知識，推導偏移量 y和偏轉角和偏轉角1. 1.受力分析：粒子受到豎直向受力分析：粒子受到豎直向下的靜電力下的靜電力F F qE qE = = qU/dqU/d。2 2. .運動規

8、律分析運動規律分析: :作作類平拋類平拋運動運動。x x方向：方向：勻速直線運動勻速直線運動Y Y方向：方向：加速度為加速度為 的的勻勻加速直線加速直線運動運動。mdqUa v v v v0 0vy 3. 3. x方向方向 L4. 4. y方向方向 xvyvy5 5、離開電場時的偏轉角的、離開電場時的偏轉角的正切：正切：tv020221vLmdqU0v0vLmdqU200mdvqULvvytan v v0 0v v+ y yvy F F- -v0Y dUY Y q L L結論：帶電粒子初速度垂直于電場方向飛入結論：帶電粒子初速度垂直于電場方向飛入勻強電場的問題就是一個勻強電場的問題就是一個類平

9、拋類平拋的問題。的問題。粒子在與電場垂直的方向上做粒子在與電場垂直的方向上做勻速直線運動勻速直線運動粒子在與電場平行的方向上做粒子在與電場平行的方向上做初速為零的勻初速為零的勻加速運動加速運動 L LmqUv102122202242dULUvLmdqUy22201tan2qU LLUmdvdU三、三、 加速和偏轉一體加速和偏轉一體+-v vv v0 0v vy y+_U1U2v v0 0-qmyO一、利用電場使帶電粒子加速一、利用電場使帶電粒子加速二、利用電場使帶電粒子偏轉二、利用電場使帶電粒子偏轉mqUvmvqU2212y20221vLmdqU200mdvqULvvytan三、加速與偏轉一體

10、三、加速與偏轉一體mqUv102122202242dULUvLmdqUy22201tan2qU LLUmdvdU四四、示波器的原理、示波器的原理1.示波器作用：是一種用來觀察電信號隨時間變示波器作用：是一種用來觀察電信號隨時間變化的電子儀器。化的電子儀器。2.它的核心部件是示波管：由電子槍、偏轉電極它的核心部件是示波管：由電子槍、偏轉電極和熒光屏組成，管內抽成真空。和熒光屏組成，管內抽成真空。產生產生高速高速飛飛行的行的電子束電子束使電子沿使電子沿x x方向方向偏移偏移四、示波器的原理四、示波器的原理使電子沿使電子沿y方向方向偏移偏移已知：已知：U1、l、YY?偏轉電極的電壓偏轉電極的電壓U2

11、、板間距、板間距d 、 板端到熒光屏的距離板端到熒光屏的距離L。求：電子射出偏轉電場時的偏向角正切值求：電子射出偏轉電場時的偏向角正切值tan及打及打到屏上電子的偏移量到屏上電子的偏移量y?。122tandUlULly2tanLlydUlU 2212221)2(2kUULldUly偏移量與偏移量與YY?偏偏轉電極的電壓轉電極的電壓U2成正比成正比3.原理原理1 1）、如果在電極）、如果在電極XXXX之間不加電壓，而在之間不加電壓，而在YYYY之間加之間加不變電壓不變電壓，使，使Y Y的電勢比的電勢比YY高，高，電子將打在熒光屏的什么位置？電子將打在熒光屏的什么位置？電子沿電子沿Y Y方方向向向

12、上向上偏移偏移四、示波器的原理四、示波器的原理yyUKy xxUKx 2 2）、如果在電極）、如果在電極XXXX之間不加電壓，而在之間不加電壓，而在YYYY之間加之間加不變電壓不變電壓，使，使YY的電勢比的電勢比Y Y高，高，電子將打在熒光屏的什么位置？電子將打在熒光屏的什么位置？電子沿電子沿Y Y方方向向向下向下偏移偏移四、示波器的原理四、示波器的原理yyUKy 3 3）、）、如果在電極如果在電極 YY之間不加電壓，但在之間不加電壓，但在XX之間加之間加不變電壓不變電壓，使，使X的電勢比的電勢比X高，電高，電子將打在熒光屏的什么位置？子將打在熒光屏的什么位置？電子沿電子沿X X方方向向向里向

13、里偏移偏移四、示波器的原理四、示波器的原理xxUKx 4 4）、）、如果在電極如果在電極 YY之間不加電壓，但在之間不加電壓，但在XX之間加之間加不變電壓不變電壓，使，使X的電勢比的電勢比X高，電高，電子將打在熒光屏的什么位置？子將打在熒光屏的什么位置？電子沿電子沿X X方方向向向外向外偏移偏移四、示波器的原理四、示波器的原理xxUKx 5 5）、如果在電極）、如果在電極XXXX之間不加電壓，但在之間不加電壓，但在YYYY之間加如圖所示的之間加如圖所示的交變電壓交變電壓，在熒光屏，在熒光屏上會看到什么圖形？上會看到什么圖形？0tt0tt1 1電子沿電子沿Y Y方向方向向上向上偏移偏移四、示波器

14、的原理四、示波器的原理yyUKy 6 6）、如果在電極）、如果在電極XXXX之間不加電壓，但在之間不加電壓，但在YYYY之間加如圖所示的之間加如圖所示的交變電壓交變電壓，在熒光屏，在熒光屏上會看到什么圖形？上會看到什么圖形？t t1 1tttt2 2電子沿電子沿Y Y方向方向向下向下偏移偏移四、示波器的原理四、示波器的原理yyUKy 7 7）、如果在）、如果在YYYY之間加如圖所示的之間加如圖所示的交變電交變電壓壓，同時在，同時在XXXX之間加之間加不變電壓不變電壓，使，使X X的電的電勢比勢比XX高高，在熒光屏上會看到什么圖形？在熒光屏上會看到什么圖形？0tt0tt1 1電子沿電子沿Y Y方

15、向方向向上向上偏，沿偏，沿X X方向方向向里向里偏偏四、示波器的原理四、示波器的原理yyUKy xxUKx 8 8）、如果在）、如果在YYYY之間加如圖所示的之間加如圖所示的交變電交變電壓壓，同時在，同時在XXXX之間加之間加不變電壓不變電壓，使，使X X的電的電勢比勢比XX高，在熒光屏上會看到什么圖形？高，在熒光屏上會看到什么圖形？t t1 1tttt2 2電子沿電子沿Y Y方向方向向下向下偏，沿偏，沿X X方向方向向里向里偏偏四、示波器的原理四、示波器的原理xxUKx yyUKy 8 8）、如果在）、如果在YYYY之間加如圖所示的之間加如圖所示的交變電交變電壓壓，同時在，同時在XXXX之間加之間加不變電壓不變電壓，使，使XX的的電勢比電勢比X X高，在熒光屏上會看到什么圖形？高，在熒光屏