帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)郁

1、帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)郁、動(dòng)力學(xué)方法：、動(dòng)力學(xué)方法： 一、帶電粒子在電場(chǎng)中的加速一、帶電粒子在電場(chǎng)中的加速A AB BU Ud dE E+F Fv由牛頓第二定律：由牛頓第二定律：由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式：由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式：初速度不為初速度不為零呢？零呢？只適用于勻只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)強(qiáng)電場(chǎng)2 2、動(dòng)能定理：、動(dòng)能定理： A AB BU Ud dE E+v由動(dòng)能定理：由動(dòng)能定理：也適用于非勻也適用于非勻強(qiáng)電場(chǎng)強(qiáng)電場(chǎng)一、帶電粒子在電場(chǎng)中的加速一、帶電粒子在電場(chǎng)中的加速下列粒子由靜止經(jīng)加速電壓為下列粒子由靜止經(jīng)加速電壓為U U的電場(chǎng)加速后，的電場(chǎng)加速后，哪種粒子動(dòng)能最大哪種粒子動(dòng)能最大 （ ） 哪種粒子速度最大哪種粒子速

2、度最大 （ ） A A、質(zhì)子、質(zhì)子 B B、電子、電子C C、氘核、氘核 DD、氦核、氦核 例與練例與練與電量成正比與電量成正比與比荷平方與比荷平方根成正比根成正比如圖所示，如圖所示，MM、N N是在真空中豎直放置的兩塊平行金屬是在真空中豎直放置的兩塊平行金屬板，質(zhì)量為板，質(zhì)量為mm、電量為、電量為+q+q的帶電粒子，以極小的初速度由的帶電粒子，以極小的初速度由小孔進(jìn)入電場(chǎng)，當(dāng)小孔進(jìn)入電場(chǎng)，當(dāng)MM、N N間電壓為間電壓為U U時(shí)，粒子到達(dá)時(shí)，粒子到達(dá)N N板的速板的速度為度為v，如果要使這個(gè)帶電粒子到達(dá)，如果要使這個(gè)帶電粒子到達(dá)N N板的速度為板的速度為2 2v ，則，則下述方法能滿足要求的是

3、（下述方法能滿足要求的是（ ）A A、使、使MM、N N間電壓增加為間電壓增加為2U 2U B B、使、使MM、N N間電壓增加為間電壓增加為4U 4U C C、使、使MM、N N間電壓不變，距離減半間電壓不變，距離減半 DD、使、使MM、N N間電壓不變，距離加倍間電壓不變，距離加倍 例與練例與練MMN NU Ud d+v與電壓平方與電壓平方根成正比根成正比如圖如圖MM、N N是在真空中豎直放置的兩塊平行金屬板，是在真空中豎直放置的兩塊平行金屬板，質(zhì)量為質(zhì)量為mm電量為電量為-q-q的帶電粒子，以初速度的帶電粒子，以初速度V V0 0由小孔進(jìn)入由小孔進(jìn)入電場(chǎng)，當(dāng)電場(chǎng)，當(dāng)MM、N N間電壓為間

4、電壓為U U時(shí)，粒子剛好能到達(dá)時(shí)，粒子剛好能到達(dá)N N板，如果板，如果要使這個(gè)帶電粒子能夠到達(dá)要使這個(gè)帶電粒子能夠到達(dá)MM、N N兩板間距的兩板間距的1/21/2處返回，處返回，則下述方法能滿足要求的是（則下述方法能滿足要求的是（ ）A A、使初速度減半、使初速度減半B B、使、使MM、N N間電壓加倍間電壓加倍C C、使、使MM、N N間電壓提高間電壓提高4 4倍倍D D、使初速度和、使初速度和MM、N N間電壓都加倍間電壓都加倍例與練例與練MMN NU Ud d-v0如圖所示的電場(chǎng)中有如圖所示的電場(chǎng)中有A A、B B兩點(diǎn)，兩點(diǎn)，A A、B B的電勢(shì)差的電勢(shì)差U UABAB100V100V，

5、一個(gè)質(zhì)量為，一個(gè)質(zhì)量為m=2.0m=2.01010-12-12kgkg、電量為、電量為q=-5.0q=-5.01010-8-8C C的帶電粒子，以初速度的帶電粒子，以初速度v0 =3.0=3.010103 3m/sm/s由由A A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B B點(diǎn)，求粒子到達(dá)點(diǎn)，求粒子到達(dá)B B點(diǎn)時(shí)點(diǎn)時(shí)的速率。（不計(jì)粒子重力）的速率。（不計(jì)粒子重力）例與練例與練A A-v0B Bq為負(fù)為負(fù) 例與練例與練mgmgmgmgqEqE對(duì)全過(guò)程由動(dòng)能定理：對(duì)全過(guò)程由動(dòng)能定理：二、帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)二、帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn) ld+- - - - - - - - - - - + + + + + + +

6、+ + + +Uv0q、m二、帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)二、帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn) ld+- - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + +Uv0q、mF+vv0vyy偏轉(zhuǎn)角偏轉(zhuǎn)角側(cè)移側(cè)移二、帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)二、帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)與粒子比荷與粒子比荷q/m成正比成正比與粒子初速度與粒子初速度v0平方成反比平方成反比與電場(chǎng)的屬性與電場(chǎng)的屬性U、l、d有關(guān)有關(guān)二、帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)二、帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)與粒子比荷與粒子比荷q/m成正比成正比與粒子初速度與粒子初速度v0平方成反比平方成反比與電場(chǎng)的屬性與電場(chǎng)

7、的屬性U、l、d有關(guān)有關(guān)類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)例與練例與練偏轉(zhuǎn)角正切與比偏轉(zhuǎn)角正切與比荷成正比荷成正比偏轉(zhuǎn)角正切與初偏轉(zhuǎn)角正切與初動(dòng)能成反比動(dòng)能成反比偏轉(zhuǎn)角正切與電偏轉(zhuǎn)角正切與電壓成正比壓成正比例與練例與練dmvqUl20與電量成正比與電量成正比與電量成正比與電量成正比 例與練例與練析與解析與解dmvqUly20229 9、如圖，電子在電勢(shì)差為如圖，電子在電勢(shì)差為U U1 1的加速電場(chǎng)中由靜止開(kāi)始的加速電場(chǎng)中由靜止開(kāi)始加速，然后射入電勢(shì)差為加速，然后射入電勢(shì)差為U U2 2的兩塊平行極板間的電場(chǎng)的兩塊平行極板間的電場(chǎng)中，入射方向跟極板平行。整個(gè)裝置處在真空中，重力中，入射方向跟極板平行。整個(gè)裝置

8、處在真空中，重力可忽略。在滿足電子能射出平行板區(qū)的條件下，下述四可忽略。在滿足電子能射出平行板區(qū)的條件下，下述四種情況中，一定能使電子的偏轉(zhuǎn)角種情況中，一定能使電子的偏轉(zhuǎn)角 變大的是變大的是 A A、U U1 1變大、變大、U U2 2變大變大 B B、U U1 1變小、變小、U U2 2變大變大C C、U U1 1變大、變大、U U2 2變小變小 D D、U U1 1變小、變小、U U2 2變小變小例與練例與練析與解析與解對(duì)加速過(guò)程由動(dòng)能定理：對(duì)加速過(guò)程由動(dòng)能定理：對(duì)偏轉(zhuǎn)過(guò)程由偏轉(zhuǎn)角正切公式：對(duì)偏轉(zhuǎn)過(guò)程由偏轉(zhuǎn)角正切公式：與粒子的電量與粒子的電量q q、質(zhì)量質(zhì)量mm無(wú)關(guān)無(wú)關(guān)例與練例與練與粒子的

9、電量與粒子的電量q q、質(zhì)量質(zhì)量mm無(wú)關(guān)無(wú)關(guān) 例與練例與練dmvqUly2022dmvqUl20tanx1212、如圖所示，有一電子、如圖所示，有一電子( (電量為電量為e e、質(zhì)量為、質(zhì)量為m)m)經(jīng)經(jīng)電壓電壓U U0 0加速后，沿平行金屬板加速后，沿平行金屬板A A、B B中心線進(jìn)中心線進(jìn)入兩板，入兩板，A A、B B板間距為板間距為d d、長(zhǎng)度為、長(zhǎng)度為L(zhǎng) L， A A、B B板間電壓為板間電壓為U U，屏，屏CDCD足夠大，距離足夠大，距離A A、B B板右板右邊緣邊緣2L2L，ABAB板的中心線過(guò)屏板的中心線過(guò)屏CDCD的中心且與的中心且與屏屏CDCD垂直。試求電子束打在屏上的位置到

10、屏垂直。試求電子束打在屏上的位置到屏中心間的距離。中心間的距離。 例與練例與練析與解析與解電子離開(kāi)電場(chǎng)，就好象從中點(diǎn)沿直線離開(kāi)的：電子離開(kāi)電場(chǎng)，就好象從中點(diǎn)沿直線離開(kāi)的：對(duì)加速過(guò)程由動(dòng)能定理：對(duì)加速過(guò)程由動(dòng)能定理：1313、質(zhì)量為質(zhì)量為1 11010-25-25kgkg、電量為、電量為1 11010-16-16C C的帶的帶電粒子以電粒子以2 210106 6m/sm/s速度從水平放置的平行金屬速度從水平放置的平行金屬板板A A、B B中央沿水平方向飛入板間，如圖所示。已中央沿水平方向飛入板間，如圖所示。已知板長(zhǎng)知板長(zhǎng)L L10cm10cm，間距，間距d d2cm2cm，當(dāng)，當(dāng)ABAB間電壓在

11、間電壓在 范圍內(nèi)時(shí)，此帶電粒子能從板間飛出。范圍內(nèi)時(shí)，此帶電粒子能從板間飛出。例與練例與練v0+ + + + + - - - - - v0+ + + + + - - - - - tandmvqUl20析與解析與解對(duì)偏轉(zhuǎn)過(guò)程由偏轉(zhuǎn)角正切公式：對(duì)偏轉(zhuǎn)過(guò)程由偏轉(zhuǎn)角正切公式：或?qū)ζD(zhuǎn)過(guò)程由側(cè)移公式：或?qū)ζD(zhuǎn)過(guò)程由側(cè)移公式：ydmvqUl2022V1601414、初速度為、初速度為2 210107 7m/sm/s的的電子沿平行金屬板電子沿平行金屬板間的中心線射入板中，板長(zhǎng)為間的中心線射入板中，板長(zhǎng)為30cm30cm，相距為，相距為4cm4cm，在兩板間加上如圖所示的正弦交變電壓。，在兩板間加上如圖所示的

12、正弦交變電壓。已知電子的質(zhì)量為已知電子的質(zhì)量為9 91010-31-31KgKg，電量為，電量為1.61.61010-19-19C C，不計(jì)電子重力，求：要使所有的，不計(jì)電子重力，求：要使所有的電子都能離開(kāi)電場(chǎng)，圖中電壓的最大值電子都能離開(kāi)電場(chǎng)，圖中電壓的最大值U U0 0需滿足需滿足什么條件？什么條件？例與練例與練可認(rèn)為在可認(rèn)為在t t時(shí)間內(nèi)時(shí)間內(nèi)電場(chǎng)不變電場(chǎng)不變?cè)O(shè)電子在兩板間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為設(shè)電子在兩板間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t設(shè)電子在偏轉(zhuǎn)電壓為設(shè)電子在偏轉(zhuǎn)電壓為U U0 0時(shí)進(jìn)入板間時(shí)進(jìn)入板間析與解析與解 帶電粒子在交變電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)帶電粒子在交變電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 在兩個(gè)相互平行的金屬板間加交變電壓時(shí)，在兩

13、板在兩個(gè)相互平行的金屬板間加交變電壓時(shí)，在兩板間便可獲得交變電場(chǎng)。此類(lèi)電場(chǎng)從空間看是勻強(qiáng)電場(chǎng)，間便可獲得交變電場(chǎng)。此類(lèi)電場(chǎng)從空間看是勻強(qiáng)電場(chǎng)，即同一時(shí)刻，電場(chǎng)中各個(gè)位置處電場(chǎng)強(qiáng)度的大小、方向即同一時(shí)刻，電場(chǎng)中各個(gè)位置處電場(chǎng)強(qiáng)度的大小、方向都相同；從時(shí)間上看是變化的，即電場(chǎng)強(qiáng)度的大小、方都相同；從時(shí)間上看是變化的，即電場(chǎng)強(qiáng)度的大小、方向都可隨時(shí)間變化。向都可隨時(shí)間變化。 研究帶電粒子在這種交變電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，研究帶電粒子在這種交變電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)， 關(guān)鍵是根關(guān)鍵是根據(jù)電場(chǎng)變化的特點(diǎn)，正確地判斷粒子的運(yùn)動(dòng)情況。據(jù)電場(chǎng)變化的特點(diǎn)，正確地判斷粒子的運(yùn)動(dòng)情況。 當(dāng)帶電粒子通過(guò)電場(chǎng)的時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于電場(chǎng)變化的周期當(dāng)

14、帶電粒子通過(guò)電場(chǎng)的時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于電場(chǎng)變化的周期時(shí)，可認(rèn)為電場(chǎng)強(qiáng)度的大小、方向都不變。時(shí)，可認(rèn)為電場(chǎng)強(qiáng)度的大小、方向都不變。小小 結(jié)結(jié)三、示波管的原理三、示波管的原理產(chǎn)生高速飛行產(chǎn)生高速飛行的電子束的電子束待顯示的待顯示的電壓信號(hào)電壓信號(hào)鋸齒形掃鋸齒形掃描電壓描電壓使電子沿使電子沿Y Y方向偏移方向偏移使電子沿使電子沿x x方向偏移方向偏移三、示波管的原理三、示波管的原理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之間加不變電壓，使之間加不變電壓，使Y Y的電勢(shì)比的電勢(shì)比YY高，電子高，電子將打在熒光屏的什么位置？將打在熒光屏的什么位置？電子沿電子沿Y Y方向

15、方向向上偏移向上偏移三、示波管的原理三、示波管的原理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之之間加不變電壓，使間加不變電壓，使YY的電勢(shì)比的電勢(shì)比Y Y高，電子將打在高，電子將打在熒光屏的什么位置？熒光屏的什么位置？電子沿電子沿Y Y方向方向向下偏移向下偏移三、示波管的原理三、示波管的原理1 1、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之之間加不變電壓，使間加不變電壓，使Y Y的電勢(shì)比的電勢(shì)比YY高，電子將打在高，電子將打在熒光屏的什么位置？熒光屏的什么位置？ 如果在電極如果在電極 YYYY之間不加電壓，但在之間不加

16、電壓，但在XXXX之間加不變電壓，使之間加不變電壓，使X X的電勢(shì)比的電勢(shì)比XX高，電子高，電子將打在熒光屏的什么位置？將打在熒光屏的什么位置？電子沿電子沿X X方方向向里偏移向向里偏移三、示波管的原理三、示波管的原理1 1、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之之間加不變電壓，使間加不變電壓，使Y Y的電勢(shì)比的電勢(shì)比YY高，電子將打在高，電子將打在熒光屏的什么位置？熒光屏的什么位置？ 如果在電極如果在電極 YYYY之間不加電壓，但在之間不加電壓，但在XXXX之之間加不變電壓，使間加不變電壓，使XX的電勢(shì)比的電勢(shì)比X X高，電子將打高，電子將打在熒光屏的什

17、么位置？在熒光屏的什么位置？電子沿電子沿X X方向方向向外偏移向外偏移三、示波管的原理三、示波管的原理2 2、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之間加如圖所示的交變電壓，在熒光屏上會(huì)看之間加如圖所示的交變電壓，在熒光屏上會(huì)看到什么圖形？到什么圖形？0tt0tt1 1電子沿電子沿Y Y方方向向上偏移向向上偏移三、示波管的原理三、示波管的原理2 2、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之間加如圖所示的交變電壓，在熒光屏上會(huì)看之間加如圖所示的交變電壓，在熒光屏上會(huì)看到什么圖形？到什么圖形？t t1 1tttt2 2電子沿電子沿Y Y方方向向下偏移向向下偏移三、示波管的原理三、示波管的原理3 3、如果在、如果在YYYY之間加如圖所示的交變電壓，同時(shí)之間加如圖所示的交變電壓，同時(shí)在在XXXX之間加不變電壓，使之間加不變電壓，使X X的電勢(shì)比的電勢(shì)比XX高高，在在熒光屏上會(huì)看到什么圖形？熒光屏上會(huì)看到什么圖形？0tt0tt1 1電子沿電子沿Y Y方方向向上偏，沿向向上偏，沿X X方方向向里偏向向里偏三、示波管的原理三、示波管的原理3 3、如果在、如果在YYYY之間加如圖所示的交變電壓，同之間加如圖所示的交變電壓，同時(shí)在時(shí)在X