带电粒子在电场中的加速和偏转

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1、第九节带电粒子在电场中的加速和偏转某些带电体是否考虑重力，要根据题目暗示或运动状态来判定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在小得多，除非有说明或明确的暗示以外，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。除非有说明或明确的暗示以外，一般都考虑重力。带电粒子在匀强电场中运动状态：匀变速直线运动—加速、减速匀变速曲线运动—偏转1.平衡（F合=0）2.匀变速运动（F合≠0）静止匀速直线运动一．加速:1．在

2、匀强场中加速：例1.真空,两极板AB，电压U，板距d，粒子：m、+q、V0=0求Vt＝？++ABU+--F如图，不计重力法（一）运动和力的观点∴法（二）能量动能定理：∴或能量守恒：∴2．非匀强场：AB+qFAB电压U，求Vt＝？动能定理：结论：无论是否匀强电场，电场力的功取决于qU。）例题1：炽热的金属丝可以发射电子。在金属丝和金属板间加以电压U=2500V，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。解:电子电荷量为e,根据动能定理可得二．偏转(条件

3、：V0⊥E，且F电＞＞ｍｇ)V0如图：设加速电压U１；偏转电压U２，L，d；带电粒子+ｑ，ｍ，初速为0。U1U2L分析粒子分为几个运动过程？各过程运动性质？进入偏转场类平抛；F2Vt水平：匀直。竖直：初速为0，匀加速直线。1．加速：qU1=F12．偏转：U1U2LVtF⑴加速度：⑵穿过偏转场的时间：⑶侧位移：y――――①=―――――②==――――③＝――――④经同一电场加速、进入同一偏转电场，侧位移与q、m无关。⑷偏转角：=2．偏转：U1U2LVtFyV0Vyφ⑸末速度：⑹速度的反向延长线与入射方向的交点的位置：比

4、较⑶⑷：或―交“水平位移”的中点。φ⑺打到屏上：y/=y+Stanφ＝（L/2+S）tanφ2．偏转：U1U2LVtFyV0VyφφSy/⑻偏转过程中的动能定理：若只对竖直方向F电·y＝F电·y＝qUyF电·y＝让质子、、的混合物沿着与电场垂直的方向进入匀强电场偏转，要使它们的偏转角相同，则这些粒子必须具有相同的()A.初速度B.初动能C.初动量D.质量B三个α粒子在同一地点沿同一方向垂直飞入同一偏转电场,出现了如图所示的轨迹,由此可以判断()A.在b飞离电场的同时,a刚好打在其极板上B.b和c同时飞离电场C.进入

5、电场时,c的速度最大,a的速度最小D.动能的增加值c最小,a和b一样大ACDabc如图所示,初速度为零的电子在电势差为U1的电场中加速后,垂直进入电势差为U2的偏转电场,在满足电子能射出偏转电场的条件下,下列四种情况中,一定能使电子的偏转角度变大的是()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BU2U1一束电子流在经U=5000V的加速电压加速后,在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场,如图所示,若两板间距d=1.0cm,板长l=5.0cm,那么,要使电子能从平行

6、板间飞出,两个极板上最多能加多大电压.Udl偏转电压越高,偏转量就越大.设电子刚好能从极板边缘飞出.即这时偏转量最大等于d/2,所加电压为最大值.如图所示,初速度为零的α粒子和电子在电势差为U1的电场中加速后,垂直进入电势差为U2的偏转电场,在满足电子能射出偏转电场的条件下,正确的说法是()A.α粒子的偏转量大于电子的偏转量B.α粒子的偏转量小于电子的偏转量C.α粒子的偏转角大于电子的偏转角D.α粒子的偏转角等于电子的偏转角DU2U1带电粒子的偏移量由系统决定,而与粒子的质量、电荷量无关设偏转极板长为l=1.6cm

7、,两板间的距离为d=0.50cm,偏转板的右端距屏L=3.2cm,若带粒子的质量为1.6X10-10kg,以20m/s的初速度垂直电场方向进入偏转电场,两偏转板间的电压是8.0X103V,若带电粒子打到屏上的点距原射入方向的距离是2.0cm,求这带电粒子所带电荷量(不计空气阻力和重力).V02.0cmylL偏转匀速直线运动V1l/2三.示波管原理组成：电子枪、偏转电极、荧光屏。问题1：如果想使电子束在屏上y轴方向上下运动，应加什么样的偏转电压Uy？1．电子束竖直方向运动∵∴电子束随Uy的变化成正比变化。问题2：若U

8、y=Umsinωt，则电子束如何运动？tUy示波管原理U1U2LVtFyφSy/XYXyTx=Ty,2．电子束水平方向运动Xy问题3：要使电子束在x轴上自左至右匀速运动，应加什么样的电压？同理：且Ux∝t∴可得x∝t问题4.上述两种电压同时加在Y、X两个偏转板上，且Tx=Ty,看到的是什么样的图形？tUXXy若Tx=2TyXyTx=Ty例2．已知如图，灯丝热