物理：25《探究電子束在示波管中的運(yùn)動(dòng)》206547知識(shí)課件

J2459學(xué)生示波器陰極射線管結(jié)構(gòu)示意圖2.5探究電子束在示波管中的運(yùn)動(dòng)J2459學(xué)生示波器陰極射線管結(jié)構(gòu)示意圖2.5探究電子束在示1示波器的原理1.示波器作用：是一種用來觀察電信號隨時(shí)間變化的電子儀器。2.它的核心部件是示波管：由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成，管內(nèi)抽成真空。示波器的原理1.示波器作用：是一種用來觀察電信號隨時(shí)間變化的2產(chǎn)生高速飛行的電子束待顯示的電壓信號鋸齒形掃描電壓使電子沿Y方向偏移使電子沿x方向偏移一。示波器的原理產(chǎn)生高速飛行的電子束待顯示的電壓信號鋸齒形掃描電壓使電子沿Y3物理：25《探究電子束在示波管中的運(yùn)動(dòng)》206547知識(shí)課件4二.帶電粒子在電場中的加速用牛頓運(yùn)動(dòng)定律分析用動(dòng)能定理分析E1（加速電壓）如圖所示，在真空中有一對平行金屬板，由于接上電池組而帶電，兩板間的電勢差為U。若一個(gè)質(zhì)量為m，帶負(fù)電荷q的電子，在靜電力作用下由負(fù)極板向正極板運(yùn)動(dòng)，計(jì)算它到達(dá)正極板時(shí)的速度多大？二.帶電粒子在電場中的加速用牛頓運(yùn)動(dòng)定律分析用動(dòng)能定理分53、某些帶電體是否考慮重力，要根據(jù)題目暗示或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來判定電場中的帶電粒子一般可分為兩類：1、帶電的基本粒子：如電子，質(zhì)子，α粒子，正負(fù)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外，一般都不考慮重力。（但并不能忽略質(zhì)量）。2、帶電微粒：如帶電小球、液滴、塵埃等。除非有說明或明確的暗示以外，一般都考慮重力。3、某些帶電體是否考慮重力，要根據(jù)題目暗示或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來判定電6帶電粒子在勻強(qiáng)電場中運(yùn)動(dòng)情況：受到恒定的電場力受力情況：

做勻變速運(yùn)動(dòng)帶電粒子在勻強(qiáng)電場中運(yùn)動(dòng)情況：受到恒定的電場力受力情況：7二.帶電粒子在電場中的加速用牛頓運(yùn)動(dòng)定律分析用動(dòng)能定理分析E1（加速電壓）如圖所示，在真空中有一對平行金屬板，由于接上電池組而帶電，兩板間的電勢差為U。若一個(gè)質(zhì)量為m，帶負(fù)電荷q的電子，在靜電力作用下由負(fù)極板向正極板運(yùn)動(dòng)，計(jì)算它到達(dá)正極板時(shí)的速度多大？二.帶電粒子在電場中的加速用牛頓運(yùn)動(dòng)定律分析用動(dòng)能定理分8qUm_帶電粒子的加速

d1、受力分析:

水平向右的電場力

F＝Eq=qU/dF2、運(yùn)動(dòng)分析:初速度為零，加速度為a=qU/md的向右勻加速直線運(yùn)動(dòng)。解法一運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)求解解法二運(yùn)用能量知識(shí)求解粒子加速后的速度與加速電壓有關(guān)qUm_帶電粒子的加速d1、受力分析:水平向右的電場力F9思考題如兩極板間不是勻強(qiáng)電場該用何種方法求解？為什么？如果初速度不為零又如何求解？

由于電場力做功與場強(qiáng)是否勻強(qiáng)無關(guān)，與運(yùn)動(dòng)路徑也無關(guān)，第二種方法仍適用！思考題如兩極板間不是勻強(qiáng)電場該用何種方法求解？為什么10

結(jié)論：由于電場力做功與場強(qiáng)是否勻強(qiáng)無關(guān)，與運(yùn)動(dòng)路徑也無關(guān)，所以在處理電場對帶電粒子的加速問題時(shí)，一般都是利用動(dòng)能定理進(jìn)行處理。結(jié)論：由于電場力做功與場強(qiáng)是否勻強(qiáng)無關(guān)，與運(yùn)動(dòng)路徑也無關(guān)，11

ld+-----------+++++++++Uv0q、m三.帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)ld+--------12

ld+-----------+++++++++++Uv0q、mF+vv0vyyθ偏轉(zhuǎn)角側(cè)移三.帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)試根據(jù)類平拋運(yùn)動(dòng)的知識(shí)，推導(dǎo)偏移量y和偏轉(zhuǎn)角θld+--------131、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析：帶電粒子以速度V0垂直于電場線方向飛入兩帶電平行板產(chǎn)生的勻強(qiáng)電場時(shí)，若只受電場力作用，做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。2、偏轉(zhuǎn)問題的分析處理方法：（類似平拋運(yùn)動(dòng)分析方法）（1）沿初速度方向是速度為V0的勻速直線運(yùn)動(dòng)；（2）沿電場力方向是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。1、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析：帶電粒子以速度V0垂直于電2、偏轉(zhuǎn)14類平拋運(yùn)動(dòng)與粒子比荷q/m成正比與粒子初速度v0平方成反比與電場的屬性U、l、d有關(guān)3。帶電粒子的偏轉(zhuǎn)：側(cè)移距離類平拋運(yùn)動(dòng)與粒子比荷q/m成正比與粒子初速度v0平方成反比與15與粒子比荷q/m成正比與粒子初速度v0平方成反比與電場的屬性U、l、d有關(guān)類平拋運(yùn)動(dòng)4.帶電粒子的偏轉(zhuǎn)：（偏轉(zhuǎn)角）與粒子比荷q/m成正比與粒子初速度v0平方成反比與電場的屬性161.加速度:2.飛行時(shí)間:3.側(cè)移距離:4.偏轉(zhuǎn)角:5.出射速度:帶電粒子的偏轉(zhuǎn)——類平拋運(yùn)動(dòng)1.加速度:2.飛行時(shí)間:3.側(cè)移距離:4.偏轉(zhuǎn)角:5.出射17結(jié)論：帶電粒子初速度垂直于電場方向飛入勻強(qiáng)電場的問題就是一個(gè)類平拋的問題。粒子在與電場垂直的方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)粒子在與電場平行的方向上做初速為零的勻加速運(yùn)動(dòng)

結(jié)論：帶電粒子初速度垂直于電場方向飛入勻強(qiáng)電場的問題就是一個(gè)18

L四、加速和偏轉(zhuǎn)一體++++++------φvv0vy+_U1U2v0-qmyL四、加速和偏轉(zhuǎn)一體++++++------φvv0v19例：一束電子流經(jīng)U=5000V的電壓加速后，在距兩極板等間距處垂直進(jìn)入平行板間的勻強(qiáng)電場中，若兩板間距d=1.0cm，板長l=5.0cm，那么，要使電子能從平行板間飛出，兩個(gè)板之間的電壓最多能加多少？例：一束電子流經(jīng)U=5000V的電壓加速20課堂小結(jié)：一、利用電場使帶電粒子加速二、利用電場使帶電粒子偏轉(zhuǎn)從動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)角度分析從做功和能量的角度分析類似平拋運(yùn)動(dòng)的分析方法粒子在與電場垂直的方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)粒子在與電場平行的方向上做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)

課堂小結(jié)：一、利用電場使帶電粒子加速二、利用電場使帶電粒子偏211、下列粒子由靜止經(jīng)加速電壓為U的電場加速后，

哪種粒子動(dòng)能最大（）哪種粒子速度最大（）

A、質(zhì)子B、電子

C、氘核D、氦核

強(qiáng)化練習(xí)與電量成正比與比荷平方根成正比DB1、下列粒子由靜止經(jīng)加速電壓強(qiáng)化練習(xí)與電量成正比與比荷平方根222、如圖所示，M、N是在真空中豎直放置的兩塊平行金屬板，質(zhì)量為m、電量為+q的質(zhì)子，以極小的初速度由小孔進(jìn)入電場，當(dāng)M、N間電壓為U時(shí)，粒子到達(dá)N板的速度為v，如果要使這個(gè)帶電粒子到達(dá)N板的速度為2v

，則下述方法能滿足要求的是（）

A、使M、N間電壓增加為2U

B、使M、N間電壓增加為4U

C、使M、N間電壓不變，距離減半

D、使M、N間電壓不變，距離加倍MNUd+v與電壓平方根成正比B強(qiáng)化練習(xí)2、如圖所示，M、N是在真空中豎直放置的兩塊平行金屬板，質(zhì)量233、如圖所示的電場中有A、B兩點(diǎn)，A、B的電勢差UAB＝100V，一個(gè)質(zhì)量為m=2.0×10-12kg、電量為q=-5.0×10-8C的帶電粒子，以初速度v0=3.0×103m/s由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，求粒子到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速率。（不計(jì)粒子重力）A-v0Bq為負(fù)強(qiáng)化練習(xí)3、如圖所示的電場中有A、B兩點(diǎn)，A、B的電勢差UAB＝10244、質(zhì)量為m、帶電量為q的粒子以初速度v從中線垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場，剛好離開電場，它在離開電場后偏轉(zhuǎn)角正切為0.5，則下列說法中正確的是

A、如果偏轉(zhuǎn)電場的電壓為原來的一半，則粒子離開電場后的偏轉(zhuǎn)角正切為0.25B、如果帶電粒子的比荷為原來的一半，則粒子離開電場后的偏轉(zhuǎn)角正切為0.25C、如果帶電粒子的初速度為原來的2倍，則粒子離開電場后的偏轉(zhuǎn)角正切為0.25D、如果帶電粒子的初動(dòng)能為原來的2倍，則粒子離開電場后的偏轉(zhuǎn)角正切為0.25√√√強(qiáng)化練習(xí)4、質(zhì)量為m、帶電量為q的粒子以初速度v從中線垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電255、質(zhì)子(質(zhì)量為m、電量為e)和二價(jià)氦離子(質(zhì)量為4m、電量為2e)以相同的初動(dòng)能垂直射入同一偏轉(zhuǎn)電場中，離開電場后，它們的偏轉(zhuǎn)角正切之比為

，側(cè)移之比為

。

與電量成正比與電量成正比2:12:1強(qiáng)化練習(xí)5、質(zhì)子(質(zhì)量為m、電量為e)和二價(jià)氦離子(質(zhì)量為4m、電量266、三個(gè)電子在同一地點(diǎn)沿同一直線垂直飛入偏轉(zhuǎn)電場，如圖所示。則由此可判斷（）

A、b和c同時(shí)飛離電場

B、在b飛離電場的瞬間，a剛好打在下極板上

C、進(jìn)入電場時(shí)，c速度最大，a速度最小

D、c的動(dòng)能增量最小，

a和b的動(dòng)能增量一樣大

強(qiáng)化練習(xí)6、三個(gè)電子在同一地點(diǎn)沿同一直線垂直飛入偏轉(zhuǎn)電場，如圖所示。27析與解析與解286、三個(gè)電子在同一地點(diǎn)沿同一直線垂直飛入偏轉(zhuǎn)電場，如圖所示。則由此可判斷（）

A、b和c同時(shí)飛離電場

B、在b飛離電場的瞬間，a剛好打在下極板上

C、進(jìn)入電場時(shí)，c速度最大，a速度最小

D、c的動(dòng)能增量最小，

a和b的動(dòng)能增量一樣大

√√強(qiáng)化練習(xí)6、三個(gè)電子在同一地點(diǎn)沿同一直線垂直飛入偏轉(zhuǎn)電場，如圖所示。297、如圖，電子在電勢差為U1的加速電場中由靜止開始加速，然后射入電勢差為U2的兩塊平行極板間的電場中，入射方向跟極板平行。整個(gè)裝置處在真空中，重力可忽略。在滿足電子能射出平行板區(qū)的條件下，下述四種情況中，一定能使電子的偏轉(zhuǎn)角θ變大的是（）A、U1變大、U2變大B、U1變小、U2變大C、U1變大、U2變小D、U1變小、U2變小強(qiáng)化練習(xí)7、如圖，電子在電勢差為U1的加速電場中由靜止開始加速，然后30析與解對加速過程由動(dòng)能定理：對偏轉(zhuǎn)過程由偏轉(zhuǎn)角正切公式：與粒子的電量q、質(zhì)量m無關(guān)析與解對加速過程由動(dòng)能定理：對偏轉(zhuǎn)過程由偏轉(zhuǎn)角正切公式：與粒318、如圖所示，二價(jià)氦離子和質(zhì)子的混合體，經(jīng)同一加速電場加速后，垂直射入同一偏轉(zhuǎn)電場中，偏轉(zhuǎn)后，打在同一熒光屏上，則它們（）

A、側(cè)移相同

B、偏轉(zhuǎn)角相同

C、到達(dá)屏上同一點(diǎn)

D、到達(dá)屏上不同點(diǎn)與粒子的電量q、質(zhì)量m無關(guān)強(qiáng)化練習(xí)8、如圖所示，二價(jià)氦離子和質(zhì)子的混合體，經(jīng)同一加速電場加速后329、試證明：帶電粒子垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場，離開電場時(shí)就好象是從初速度所在直線的中點(diǎn)沿直線離開電場的。

θx強(qiáng)化練習(xí)9、試證明：帶電粒子垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場，離開電場時(shí)就好象是從初3310、如圖所示，有一電子(電量為e、質(zhì)量為m)經(jīng)電壓U0加速后，沿平行金屬板A、B中心線進(jìn)入兩板，A、B板間距為d、長度為L，A、B板間電壓為U，屏CD足夠大，距離A、B板右邊緣2L，AB板的中心線過屏CD的中心且與屏CD垂直。試求電子束打在屏上的位置到屏中心間的距離。強(qiáng)化練習(xí)10、如圖所示，有一電子(電量為e、質(zhì)量為m)經(jīng)電壓U0加速34析與解電子離開電場，就好象從中點(diǎn)沿直線離開的：θ對加速過程由動(dòng)能定理：析與解電子離開電場，就好象從中點(diǎn)沿直線離開的：θ對加速過程由3511、質(zhì)量為1×10-25kg、電量為1×10-16C的帶電粒子以2×106m/s速度從水平放置的平行金屬板A、B中央沿水平方向飛入板間，如圖所示。已知板長L＝10cm，間距d＝2cm，當(dāng)AB間電壓在

范圍內(nèi)時(shí)，此帶電粒子能從板間飛出。v0+++++-----強(qiáng)化練習(xí)11、質(zhì)量為1×10-25kg、電量為1×10-16C的帶電36v0+++++-----θ析與解對偏轉(zhuǎn)過程由偏轉(zhuǎn)角正切公式：或?qū)ζD(zhuǎn)過程由側(cè)移公式：v0+++++-37如圖所示，A、B為兩塊豎直放置的平行金屬板，G是靜電計(jì)，電鍵K合上后，靜電計(jì)指針張開一個(gè)角度。下述哪些做法可使指針張角增大？()A、使A、B兩板靠近些；B、使A、B兩板正對面積錯(cuò)開些；C、斷開K后，使B板向右平移拉開一些；D、斷開K后，使A、B正對面錯(cuò)開些。CD例1如圖所示，A、B為兩塊豎直放置的平行金屬板，G是靜電38例2平行板電容器下板接地，兩板與電源相連，b為正中央的點(diǎn)，將不帶電的厚金屬板插入兩板正中間的如圖所示位置后，a、b、c三點(diǎn)場強(qiáng)及電勢變化情況為：()A、E=E且均增大，E減為零；B、U>U>U，且三點(diǎn)電勢均減??；C、E=E且不變，E減為零；D、U>U>U，且U減小，U不變，U增大。AD例2平行板電容器下板接地，兩板與電源相連，b為正中央39如圖所示，在平行板電容器正中有一個(gè)帶電微粒。K閉合時(shí)，該微粒恰好能保持靜止。在①保持K閉合；②充電后將K斷開；兩種情況下，各用什么方法能使該帶電微粒向上運(yùn)動(dòng)打到上極板？A.上移上極板M

B.上移下極板N

C.左移上極板M

D.把下極板N接地KMN答案：①選B，②選C。例3如圖所示，在平行板電容器正中有一個(gè)帶電微粒。K閉合時(shí)40傳感器是把非電學(xué)里（如速度、溫度、壓力等）的變化轉(zhuǎn)換成電學(xué)里變化的一種測定液面高度的電容式傳感器的示意圖，金屬芯線與導(dǎo)電液體形成一個(gè)電容器，從電容C大小的變化就能反映液面的升降情況，兩者的關(guān)系是（）

A．C增大表示h增大

B．C增大表示h減小

C．C減小表示h減小

D．C減小表示h增大導(dǎo)電液體金屬芯線電介質(zhì)AC例4傳感器是把非電學(xué)里（如速度、溫度、壓力等）41在點(diǎn)電荷＋Q的電場中有A、B兩點(diǎn)，將質(zhì)子和α粒子分別從A點(diǎn)由靜止釋放，已知質(zhì)子和α粒子的電性相同，帶電量之比為1:2，質(zhì)量之比為1:4，則到達(dá)B點(diǎn)時(shí)，它們的速度大小之比為多少？QAB解：質(zhì)子和α粒子從A到B運(yùn)動(dòng)過程中，分別應(yīng)用動(dòng)能定理得①②聯(lián)立①②兩式可解出它們到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度大小之比為··例5：在點(diǎn)電荷＋Q的電場中有A、B兩點(diǎn)，將質(zhì)子和α粒子分別42練習(xí)一：

A板的電勢UA＝0，B板的電勢UB隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖所示。則()

A.若電子是在t＝0時(shí)刻進(jìn)入的，它將一直向B板運(yùn)動(dòng)

B.若電子是在t＝T/8時(shí)刻進(jìn)入的，它可能時(shí)而向B板運(yùn)動(dòng)，時(shí)而向A板運(yùn)動(dòng),最后打在B板上

C.若電子是在t＝3T/8時(shí)刻進(jìn)入的，它可能時(shí)而向B板運(yùn)動(dòng)，時(shí)而向A板運(yùn)動(dòng),最后打在B板上

D.若電子是在t＝T/2時(shí)刻進(jìn)入的，它可能時(shí)而向B板、時(shí)而向A板運(yùn)動(dòng)t/s

UB

/v0U0-U0BAAB練習(xí)一：A板的電勢UA＝0，B板的電勢43在平行金屬板A、B之間加如圖所示的交變電壓，其頻率為f，t=0時(shí)刻A板處有一個(gè)質(zhì)量為m、電量為q的正離子從靜止開始向B板運(yùn)動(dòng)，重力忽略不計(jì)，求：為使離子到B板時(shí)的速度最大，A、B之間的距離d應(yīng)滿足什么條件？uOU-UtAB解：要使正離子到達(dá)B板的速度最大，需要正離子在電場中始終做加速運(yùn)動(dòng)，應(yīng)滿足因此AB之間的距離應(yīng)滿足練習(xí)二：在平行金屬板A、B之間加如圖所示的交變電壓，其頻率為44例6電子在電勢差為U1的加速電場中由靜止開始運(yùn)動(dòng),然后射入電勢差為U2的兩塊平行極板間的電場中,入射方向跟極板平行.整個(gè)裝置處在真空中,重力可忽略.在滿足電子能射出平行板區(qū)的條件下,下述四種情況中,一定能使電子的偏轉(zhuǎn)角θ變大的是()A．U1變大、U2變大

B．U1變小、U2變大

C．U1變大、U2變小

D．U1變小、U2變小

B例6電子在電勢差為U1的加速電場中由靜止開45如圖是一個(gè)說明示波管工作的部分原理圖，電子經(jīng)過加速后以速度v0垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場，離開偏轉(zhuǎn)電場時(shí)偏移量為h，兩平行板間距為d，電壓為U，板長為L，每單位電壓引起的偏移量（h/U）叫做示波管的靈敏度，為了提高靈敏度，可采用的辦法是（）A.增加兩極板間的電勢差UB.盡可能縮短板長LC.盡可能減小板間距dD.使電子的入射速度v0大些

hv0C先找到物理量表達(dá)式先看常量后看變量先定性判斷后定量計(jì)算例7：如圖是一個(gè)說明示波管工作的部分原理圖，電子經(jīng)過加速后以46J2459學(xué)生示波器陰極射線管結(jié)構(gòu)示意圖2.5探究電子束在示波管中的運(yùn)動(dòng)J2459學(xué)生示波器陰極射線管結(jié)構(gòu)示意圖2.5探究電子束在示47示波器的原理1.示波器作用：是一種用來觀察電信號隨時(shí)間變化的電子儀器。2.它的核心部件是示波管：由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成，管內(nèi)抽成真空。示波器的原理1.示波器作用：是一種用來觀察電信號隨時(shí)間變化的48產(chǎn)生高速飛行的電子束待顯示的電壓信號鋸齒形掃描電壓使電子沿Y方向偏移使電子沿x方向偏移一。示波器的原理產(chǎn)生高速飛行的電子束待顯示的電壓信號鋸齒形掃描電壓使電子沿Y49物理：25《探究電子束在示波管中的運(yùn)動(dòng)》206547知識(shí)課件50二.帶電粒子在電場中的加速用牛頓運(yùn)動(dòng)定律分析用動(dòng)能定理分析E1（加速電壓）如圖所示，在真空中有一對平行金屬板，由于接上電池組而帶電，兩板間的電勢差為U。若一個(gè)質(zhì)量為m，帶負(fù)電荷q的電子，在靜電力作用下由負(fù)極板向正極板運(yùn)動(dòng)，計(jì)算它到達(dá)正極板時(shí)的速度多大？二.帶電粒子在電場中的加速用牛頓運(yùn)動(dòng)定律分析用動(dòng)能定理分513、某些帶電體是否考慮重力，要根據(jù)題目暗示或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來判定電場中的帶電粒子一般可分為兩類：1、帶電的基本粒子：如電子，質(zhì)子，α粒子，正負(fù)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外，一般都不考慮重力。（但并不能忽略質(zhì)量）。2、帶電微粒：如帶電小球、液滴、塵埃等。除非有說明或明確的暗示以外，一般都考慮重力。3、某些帶電體是否考慮重力，要根據(jù)題目暗示或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來判定電52帶電粒子在勻強(qiáng)電場中運(yùn)動(dòng)情況：受到恒定的電場力受力情況：

做勻變速運(yùn)動(dòng)帶電粒子在勻強(qiáng)電場中運(yùn)動(dòng)情況：受到恒定的電場力受力情況：53二.帶電粒子在電場中的加速用牛頓運(yùn)動(dòng)定律分析用動(dòng)能定理分析E1（加速電壓）如圖所示，在真空中有一對平行金屬板，由于接上電池組而帶電，兩板間的電勢差為U。若一個(gè)質(zhì)量為m，帶負(fù)電荷q的電子，在靜電力作用下由負(fù)極板向正極板運(yùn)動(dòng)，計(jì)算它到達(dá)正極板時(shí)的速度多大？二.帶電粒子在電場中的加速用牛頓運(yùn)動(dòng)定律分析用動(dòng)能定理分54qUm_帶電粒子的加速

d1、受力分析:

水平向右的電場力

F＝Eq=qU/dF2、運(yùn)動(dòng)分析:初速度為零，加速度為a=qU/md的向右勻加速直線運(yùn)動(dòng)。解法一運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)求解解法二運(yùn)用能量知識(shí)求解粒子加速后的速度與加速電壓有關(guān)qUm_帶電粒子的加速d1、受力分析:水平向右的電場力F55思考題如兩極板間不是勻強(qiáng)電場該用何種方法求解？為什么？如果初速度不為零又如何求解？

由于電場力做功與場強(qiáng)是否勻強(qiáng)無關(guān)，與運(yùn)動(dòng)路徑也無關(guān)，第二種方法仍適用！思考題如兩極板間不是勻強(qiáng)電場該用何種方法求解？為什么56

結(jié)論：由于電場力做功與場強(qiáng)是否勻強(qiáng)無關(guān)，與運(yùn)動(dòng)路徑也無關(guān)，所以在處理電場對帶電粒子的加速問題時(shí)，一般都是利用動(dòng)能定理進(jìn)行處理。結(jié)論：由于電場力做功與場強(qiáng)是否勻強(qiáng)無關(guān)，與運(yùn)動(dòng)路徑也無關(guān)，57

ld+-----------+++++++++Uv0q、m三.帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)ld+--------58

ld+-----------+++++++++++Uv0q、mF+vv0vyyθ偏轉(zhuǎn)角側(cè)移三.帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)試根據(jù)類平拋運(yùn)動(dòng)的知識(shí)，推導(dǎo)偏移量y和偏轉(zhuǎn)角θld+--------591、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析：帶電粒子以速度V0垂直于電場線方向飛入兩帶電平行板產(chǎn)生的勻強(qiáng)電場時(shí)，若只受電場力作用，做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。2、偏轉(zhuǎn)問題的分析處理方法：（類似平拋運(yùn)動(dòng)分析方法）（1）沿初速度方向是速度為V0的勻速直線運(yùn)動(dòng)；（2）沿電場力方向是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。1、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析：帶電粒子以速度V0垂直于電2、偏轉(zhuǎn)60類平拋運(yùn)動(dòng)與粒子比荷q/m成正比與粒子初速度v0平方成反比與電場的屬性U、l、d有關(guān)3。帶電粒子的偏轉(zhuǎn)：側(cè)移距離類平拋運(yùn)動(dòng)與粒子比荷q/m成正比與粒子初速度v0平方成反比與61與粒子比荷q/m成正比與粒子初速度v0平方成反比與電場的屬性U、l、d有關(guān)類平拋運(yùn)動(dòng)4.帶電粒子的偏轉(zhuǎn)：（偏轉(zhuǎn)角）與粒子比荷q/m成正比與粒子初速度v0平方成反比與電場的屬性621.加速度:2.飛行時(shí)間:3.側(cè)移距離:4.偏轉(zhuǎn)角:5.出射速度:帶電粒子的偏轉(zhuǎn)——類平拋運(yùn)動(dòng)1.加速度:2.飛行時(shí)間:3.側(cè)移距離:4.偏轉(zhuǎn)角:5.出射63結(jié)論：帶電粒子初速度垂直于電場方向飛入勻強(qiáng)電場的問題就是一個(gè)類平拋的問題。粒子在與電場垂直的方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)粒子在與電場平行的方向上做初速為零的勻加速運(yùn)動(dòng)

結(jié)論：帶電粒子初速度垂直于電場方向飛入勻強(qiáng)電場的問題就是一個(gè)64

L四、加速和偏轉(zhuǎn)一體++++++------φvv0vy+_U1U2v0-qmyL四、加速和偏轉(zhuǎn)一體++++++------φvv0v65例：一束電子流經(jīng)U=5000V的電壓加速后，在距兩極板等間距處垂直進(jìn)入平行板間的勻強(qiáng)電場中，若兩板間距d=1.0cm，板長l=5.0cm，那么，要使電子能從平行板間飛出，兩個(gè)板之間的電壓最多能加多少？例：一束電子流經(jīng)U=5000V的電壓加速66課堂小結(jié)：一、利用電場使帶電粒子加速二、利用電場使帶電粒子偏轉(zhuǎn)從動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)角度分析從做功和能量的角度分析類似平拋運(yùn)動(dòng)的分析方法粒子在與電場垂直的方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)粒子在與電場平行的方向上做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)

課堂小結(jié)：一、利用電場使帶電粒子加速二、利用電場使帶電粒子偏671、下列粒子由靜止經(jīng)加速電壓為U的電場加速后，

哪種粒子動(dòng)能最大（）哪種粒子速度最大（）

A、質(zhì)子B、電子

C、氘核D、氦核

強(qiáng)化練習(xí)與電量成正比與比荷平方根成正比DB1、下列粒子由靜止經(jīng)加速電壓強(qiáng)化練習(xí)與電量成正比與比荷平方根682、如圖所示，M、N是在真空中豎直放置的兩塊平行金屬板，質(zhì)量為m、電量為+q的質(zhì)子，以極小的初速度由小孔進(jìn)入電場，當(dāng)M、N間電壓為U時(shí)，粒子到達(dá)N板的速度為v，如果要使這個(gè)帶電粒子到達(dá)N板的速度為2v

，則下述方法能滿足要求的是（）

A、使M、N間電壓增加為2U

B、使M、N間電壓增加為4U

C、使M、N間電壓不變，距離減半

D、使M、N間電壓不變，距離加倍MNUd+v與電壓平方根成正比B強(qiáng)化練習(xí)2、如圖所示，M、N是在真空中豎直放置的兩塊平行金屬板，質(zhì)量693、如圖所示的電場中有A、B兩點(diǎn)，A、B的電勢差UAB＝100V，一個(gè)質(zhì)量為m=2.0×10-12kg、電量為q=-5.0×10-8C的帶電粒子，以初速度v0=3.0×103m/s由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，求粒子到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速率。（不計(jì)粒子重力）A-v0Bq為負(fù)強(qiáng)化練習(xí)3、如圖所示的電場中有A、B兩點(diǎn)，A、B的電勢差UAB＝10704、質(zhì)量為m、帶電量為q的粒子以初速度v從中線垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場，剛好離開電場，它在離開電場后偏轉(zhuǎn)角正切為0.5，則下列說法中正確的是

A、如果偏轉(zhuǎn)電場的電壓為原來的一半，則粒子離開電場后的偏轉(zhuǎn)角正切為0.25B、如果帶電粒子的比荷為原來的一半，則粒子離開電場后的偏轉(zhuǎn)角正切為0.25C、如果帶電粒子的初速度為原來的2倍，則粒子離開電場后的偏轉(zhuǎn)角正切為0.25D、如果帶電粒子的初動(dòng)能為原來的2倍，則粒子離開電場后的偏轉(zhuǎn)角正切為0.25√√√強(qiáng)化練習(xí)4、質(zhì)量為m、帶電量為q的粒子以初速度v從中線垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電715、質(zhì)子(質(zhì)量為m、電量為e)和二價(jià)氦離子(質(zhì)量為4m、電量為2e)以相同的初動(dòng)能垂直射入同一偏轉(zhuǎn)電場中，離開電場后，它們的偏轉(zhuǎn)角正切之比為

，側(cè)移之比為

。

與電量成正比與電量成正比2:12:1強(qiáng)化練習(xí)5、質(zhì)子(質(zhì)量為m、電量為e)和二價(jià)氦離子(質(zhì)量為4m、電量726、三個(gè)電子在同一地點(diǎn)沿同一直線垂直飛入偏轉(zhuǎn)電場，如圖所示。則由此可判斷（）

A、b和c同時(shí)飛離電場

B、在b飛離電場的瞬間，a剛好打在下極板上

C、進(jìn)入電場時(shí)，c速度最大，a速度最小

D、c的動(dòng)能增量最小，

a和b的動(dòng)能增量一樣大

強(qiáng)化練習(xí)6、三個(gè)電子在同一地點(diǎn)沿同一直線垂直飛入偏轉(zhuǎn)電場，如圖所示。73析與解析與解746、三個(gè)電子在同一地點(diǎn)沿同一直線垂直飛入偏轉(zhuǎn)電場，如圖所示。則由此可判斷（）

A、b和c同時(shí)飛離電場

B、在b飛離電場的瞬間，a剛好打在下極板上

C、進(jìn)入電場時(shí)，c速度最大，a速度最小

D、c的動(dòng)能增量最小，

a和b的動(dòng)能增量一樣大

√√強(qiáng)化練習(xí)6、三個(gè)電子在同一地點(diǎn)沿同一直線垂直飛入偏轉(zhuǎn)電場，如圖所示。757、如圖，電子在電勢差為U1的加速電場中由靜止開始加速，然后射入電勢差為U2的兩塊平行極板間的電場中，入射方向跟極板平行。整個(gè)裝置處在真空中，重力可忽略。在滿足電子能射出平行板區(qū)的條件下，下述四種情況中，一定能使電子的偏轉(zhuǎn)角θ變大的是（）A、U1變大、U2變大B、U1變小、U2變大C、U1變大、U2變小D、U1變小、U2變小強(qiáng)化練習(xí)7、如圖，電子在電勢差為U1的加速電場中由靜止開始加速，然后76析與解對加速過程由動(dòng)能定理：對偏轉(zhuǎn)過程由偏轉(zhuǎn)角正切公式：與粒子的電量q、質(zhì)量m無關(guān)析與解對加速過程由動(dòng)能定理：對偏轉(zhuǎn)過程由偏轉(zhuǎn)角正切公式：與粒778、如圖所示，二價(jià)氦離子和質(zhì)子的混合體，經(jīng)同一加速電場加速后，垂直射入同一偏轉(zhuǎn)電場中，偏轉(zhuǎn)后，打在同一熒光屏上，則它們（）

A、側(cè)移相同

B、偏轉(zhuǎn)角相同

C、到達(dá)屏上同一點(diǎn)

D、到達(dá)屏上不同點(diǎn)與粒子的電量q、質(zhì)量m無關(guān)強(qiáng)化練習(xí)8、如圖所示，二價(jià)氦離子和質(zhì)子的混合體，經(jīng)同一加速電場加速后789、試證明：帶電粒子垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場，離開電場時(shí)就好象是從初速度所在直線的中點(diǎn)沿直線離開電場的。

θx強(qiáng)化練習(xí)9、試證明：帶電粒子垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場，離開電場時(shí)就好象是從初7910、如圖所示，有一電子(電量為e、質(zhì)量為m)經(jīng)電壓U0加速后，沿平行金屬板A、B中心線進(jìn)入兩板，A、B板間距為d、長度為L，A、B板間電壓為U，屏CD足夠大，距離A、B板右邊緣2L，AB板的中心線過屏CD的中心且與屏CD垂直。試求電子束打在屏上的位置到屏中心間的距離。強(qiáng)化練習(xí)10、如圖所示，有一電子(電量為e、質(zhì)量為m)經(jīng)電壓U0加速80析與解電子離開電場，就好象從中點(diǎn)沿直線離開的：θ對加速過程由動(dòng)能定理：析與解電子離開電場，就好象從中點(diǎn)沿直線離開的：θ對加速過程由8111、質(zhì)量為1×10-25kg、電量為1×10-16C的帶電粒子以2×106m/s速度從水平放置的平行金屬板A、B中央沿水平方向飛入板間，如圖所示。已知板長L＝10cm，間距d＝2cm，當(dāng)AB間電壓在

范圍內(nèi)時(shí)，此帶電粒子能從板間飛出。v0+++++-----強(qiáng)化練習(xí)11、質(zhì)量為1×10-25kg、電量為1×10-16C的帶電82v0+++++-----θ析與解對偏轉(zhuǎn)過程由偏轉(zhuǎn)角正切公式：或?qū)ζD(zhuǎn)過程由側(cè)移公式：v0+++++-83如圖所示，A、B為兩塊豎直放置的平行金屬板，G是靜電計(jì)，電鍵K合上后，靜電計(jì)指針張開一個(gè)角度。下述哪些做法可使指針張角增大？()A、使A、B兩板靠近些；B、使A、B兩板正對面積錯(cuò)開些；C、斷開K后，使B板向右平移拉開一些；D、斷開K后，使A、B正對面錯(cuò)開些。CD例1如圖所示，A、B為兩塊豎直放置的平行金屬板，G是靜電84例2平行板電容器下板接地，兩板與電源相連，b為正中央的點(diǎn)，將不帶電的厚金屬板插入兩板正中間的如圖所示位置后，a、b、c三點(diǎn)場強(qiáng)及電勢變化情況為：()A、E=E且均增大，E減為零；B、U>U>U，且三點(diǎn)電勢均減??；C、E=E且不變，E減為零；D、U>U>U，且U減小，U不變，U增大。AD例2平行板電容器下板接地，兩板與電源相連，b為正中央85如圖所示，在平行板電容器正中有一個(gè)帶電微粒。K閉合時(shí)，該微粒恰好能保持靜止。在①保持K閉合；②充電后將K斷開；兩種情況下，各用什么方法能使該帶電微粒向上運(yùn)動(dòng)打到上極板？A.上移上極板M

B.上移下極板N

C.左移上極板M

D.把下極板N接地KMN答案：①選B，②選C。例3如圖所示，在平行板電容器正中有一個(gè)帶電微粒。K閉合時(shí)86傳感器是把非電學(xué)里（如速度、溫度、壓力等）的變化轉(zhuǎn)換成電學(xué)里變化的一種測定液面高度的電容式傳感器的示意圖，金屬芯線與導(dǎo)電液體形成一個(gè)電容器，從電容C大小的變化就能反映液面的升降情況，兩者的關(guān)