带电粒子在方波电压下的加速和偏转问题课件.ppt

例3、示波器是一种多功能电学仪器，可以在荧光屏上显示出被检测的电压波形.它的工作原理等效成下列情况：（如图所示）真空室中电极K发出电子（初速不计），经过电压为U1的加速电场后，由小孔S沿水平金属板，A、B间的中心线射入板中.板长L，相距为d，在两板间加上如图乙所示的正弦交变电压，前半个周期内B板的电势高于A板的电势，电场全部集中在两板之间，且分布均匀.在每个电子通过极板的极短时间内，电场视作恒定的.在两极板右侧且与极板右端相距D处有一个与两板中心线垂直的荧光屏，中心线正好与屏上坐标原点相交.当第一个电子到达坐标原点O时，使屏以速度v沿-x方向运动，每经过一定的时间后，在一个极短时间内它又跳回到初始位置，然后重新做同样的匀速运动.(已知电子的质量为m，带电量为e，不计电子重力)求： （1）电子进入AB板时的初速度； （2）要使所有的电子都能打在荧光屏上，图乙中电压的最大值U0需满足什么条件？ （3）要使荧光屏上始终显示一个完整的波形，荧光屏必须每隔多长时间回到初始位置？计算这个波形的最大峰值和长度.在如图丙所示的x-y坐标系中画出这个波形. 需经T回到初始位置 λ=vT 1、07年4月苏州中学调研试卷5 一匀强电场的电场强度E随时间t 变化的图像如图所示，在该匀强电场中，有一个带电粒子于t＝0时刻由静止释放，若带电粒子只受电场力作用，则下列说法中正确的是（ ） A．带电粒子只向一个方向运动 B．0s～2s内，电场力的功等于0 C．4s末带电粒子回到原出发点 D．2.5s～4s，电场力冲量等于0 0 5 3 7 -E0 t/s E/V?m-1 2E0 1 2 4 6 D 课后练习： 2、如图所示，水平放置的平行金属板下板小孔处有一静止的带电微粒，质量m，电量-q，两板间距6 mm，所加变化电场如图所示，若微粒所受电场力大小是其重力的2倍，要使它能到达上极板，则交变电场周期T至少为多少？ 6.0×10-2 s 3、如图（甲）所示，在两块相距d=50 cm的平行金属板A、B间接上U=100 V的矩形交变电压，（乙）在t=0时刻，A板电压刚好为正，此时正好有质量m=10-17 kg，电量q=10-16 C的带正电微粒从A板由静止开始向B板运动，不计微粒重力，在t=0.04 s时，微粒离A板的水平距离是___________m. 0.4 带电粒子在方波电压下的加速和偏转问题 例1、如图1所示，A、B是一对平行的金属板，在两板间加上一周期为T的交变电压U，A板电势UA=0，B板的电势UB随时间发生周期性变化，规律如图2所示，现有一电子从A板上的小孔进入两极板间的电场区内，设电子的初速度和重力的影响均可忽略。则（ ） A．若电子是在t=0时刻进入的，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板运动，时而向A板运动 AB 加(减)速问题 （2011年 安徽理综）如图（a）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（ ） A、 B、 C、 D、 B 例2、如图甲所示，在两距离足够大的平行金属板中央有一个静止的电子（不计重力），当两板间加上如图乙所示的交变电压后，下列图象中能正确反映电子速度v、位移x、加速度a和动能Ek四个物理量随时间变化规律的是（ ） A 例3、图1左图中A和B表示真空中相距为d的两平行金属板.加上电压后,它们之间的电场可视为匀强电场.图中甲、乙分别表示AB板间所加的周期性变化的电压波形.从t=0开始,电压周期性地交替变化. 开始时A板电势比B板高,这时在紧靠B板处有一初速为零的电子(质量为m,电量为e)在电场作用下开始运动.试分析甲、乙两种情况下电子运动的特点,若距离d足够大,在t=2T时,电子还未打到A板上,则电子的位移多大? S=0 解析 因为平行金属板A、B间的电场为匀强电场在电压U保持不变的时间内,电子做匀变速直线运动,根据牛顿第二定律有a=eE/m=eU0/dm,加速度保持恒定,由于电