带电粒子在交变电场中的运动.ppt

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1、第6单元专题　带电粒子在交变电场中的应用一、交变电场的产生【例1】平行板电容器两极间的电压如下图所示．能在电容器两极板间得到交变电场的是()ABD二、交变电场中的带电粒子【例2】如图甲所示，两个平行金属板P、Q正对竖直放置，两板间加上如图乙所示的交变电压．t＝0时，Q板比P板电势高U0，在两板的正中央M点有一电子在电场力作用下由静止开始运动(电子所受重力可忽略不计)，已知电子在0－4t0时间内未与两板相碰．则电子速度方向向左且速度最大的时刻是()A．t＝t0B．t＝2t0C．t＝3t0D．t＝4t0Cvt图象解决交变电场中带电粒子的运动如图，

2、A板的电势UA＝0，B板的电势UB随时间的变化规律如图所示。则A.若电子是在t＝0时刻从A板小孔进入的，它将一直向B板运动B.若电子是在t＝T/8时刻进入的，它可能时而向B板运动，时而向A板运动,最后打在B板上C.若电子是在t＝3T/8时刻进入的，它可能时而向B板运动，时而向A板运动,最后打在B板上D.若电子是在t＝T/2时刻进入的，它可能时而向B板、时而向A板运动BAt/sUB/v0U0-U0TT/2F=Eq=U0q/dF=maa=U0q/mdBAt/sU/v0U0-U0t/s0a0-a0a/m/s2t/s0v0-v0v/m/s若电子在t＝

3、0时刻进入Tt/sU/v0U0-U0T/22T3T/2Tt/s0T/22T3T/2a/m/s2a0-a0T0T/22T3T/2t/sv0-v0若电子是在t＝T/8时刻进入的v/m/sTt/sU/v0U0-U0T/22T3T/2Tt/s0T/22T3T/2a/m/s2a0-a0T0T/22T3T/2t/sv0-v0若电子是在t＝3T/8时刻进入的v/m/sTt/sU/v0U0-U0T/22T3T/2Tt/s0T/22T3T/2a/m/s2a0-a0T0T/22T3T/2t/sv0-v0若电子是在t＝T/4时刻进入的v/m/s如图，A板的电势UA

4、＝0，B板的电势UB随时间的变化规律如图所示。则A.若电子是在t＝0时刻从A板小孔进入的，它将一直向B板运动B.若电子是在t＝T/8时刻进入的，它可能时而向B板运动，时而向A板运动,最后打在B板上C.若电子是在t＝3T/8时刻进入的，它可能时而向B板运动，时而向A板运动,最后打在B板上D.若电子是在t＝T/2时刻进入的，它可能时而向B板、时而向A板运动.【触类旁通】(2011·安徽)如下图所示，两平行正对的金属板A、B间加有如图(b)所示的交变电压，一重力可忽略不计的带正电粒子被固定在两板的正中间P处．若在t0时刻释放该粒子，粒子会时而向A板

5、运动，时而向B板运动，并最终打在A板上，则t0可能属于的时间段是()二、交变电场中极短时间下的场的模型【例2】如图所示，在真空中速度为v0＝6.4×107m/s的电子束连续地射入两平行极板之间．极板长度为l＝8.0×10－2m，间距为d＝5.0×10－3m．两极板不带电时，电子束将沿两极板之间的中线通过．在两极板上加一个50Hz的交变电压U＝U0sinωt，如果所加电压的最大值U0超过某一值UC时，将开始出现以下现象：电子束有时能通过两极板，有时间断，不能通过．求：(1)UC的大小；(2)U0为何值才能使通过的时间(Δt)通跟间断的时间(Δt

6、)断之比为(Δt)通∶(Δt)断＝2∶1.【答案】(1)91V(2)105V一、示波管的原理如下图所示为示波管原理图．对示波管的分析有以下三种情形(1)偏转电极不加电压：从电子枪射出的电子将沿直线运动，射到荧光屏的中心形成一个亮斑．(2)仅在XX′(或YY′)加电压：①若所加为恒定电压，则电子流被加速后．进入偏转场，最后射到荧光屏上XX′(或YY′)所在直线上某一点，形成一个亮斑(不在中心)．如上图所示．设加速电压为U1，偏转电压U2，偏转电场极板长L，偏转电极右端到荧光屏的距离为L′.在加速电场中，由动能定理，得②若所加电压按正弦函数规律变

7、化，U＝Umsinωt，偏移也将按正弦规律变化．如x＝xmsinωt或y＝ymsinωt.即亮斑在水平方向或竖直方向做简谐运动．当电压变化很快时，亮斑移动很快，由于视觉暂留和荧光物质的残光特性，亮斑的移动看起来就成为一条水平或竖直的亮线．【例1】(2011·安徽)图(a)为示波管的原理图．如果在电极YY′之间所加的电压按图(b)所示的规律变化，在电极XX′之间所加的电压按图(c)所示的规律变化，则在荧光屏上会看到的图形是()【答案】B二、反射式速调管【例2】(2011·福建)反射式速调管是常用的微波器件之一，它利用电子团在电场中的振荡来产生微

8、波，其振荡原理与下述过程类似．如右图所示，在虚线MN两侧分别存在着方向相反的两个匀强电场，一带电微粒从A点由静止开始，在电场力作用下沿直线在A、B两点间往返运动．已