复件 带电粒子在电场中的运动.ppt

1、带电粒子(微粒)在电场中的直线加速问题 基本思路： 1.在匀强电场中 (1)牛顿第二定律与运动规律综合处理 (2)动能定理 2.在非匀强电场中 应用能量观点分析问题. *需注意带电粒子与带电微粒的区别. 2、利用电场使带电粒子偏转 　　 带电粒子以垂直场强的方向进入匀强电场，带电粒子的运动类似于平抛运动. 2 、带电粒子(微粒)在电场中的偏转问题 处理电场偏转问题的基本思路: 1.运动的合成与分解; 2.能量观点. 动能的增量之比 例5.长为L的平行金属板，板间形成匀强电场，一个带电为＋q、质量为m的带电粒子，以初速 v0 紧贴上板垂直于电场线方向射入该电场，刚好从下板边缘射出，末速度恰与下板成30°，如图所示．求： （1）求粒子末速度的大小； （2）匀强电场的场强； （3）两板间的距离d． 四、示波管的原理 　　　下图我们常见的一种示波器，可用来观察电信号随时间的变化情况． 示波器的核心部件是示波管 示波管的原理 【例7】如下图所示,质量为m的带电荷量为+q的小球从距地面高度h处以一定的初速度V0水平抛出,在距抛出点水平距离为L处有一根管口比小球直径略大的竖直细管,管的上口距地面h/2,为使小球无碰撞地通过管子,可在管子上方整个区域内加一场强方向向左的匀强电场.求: (1)小球的初速度V0; (2)电场强度大小; (3)小球落地时的动能. 例8.如图所示，在厚铅板A的右表面P处放一个β放射源（β放射源是一个发射出高速电子的源），放出的电子速度均为v0 ,方向沿四面八方，且机会相等．在B处放一块平行于A的足够大的金属网，A、B间加一场强为E、方向水平向左的匀强电场，A、B间相距d，在B的右侧距金属网L处放置一荧光屏M，以观察到达荧光屏的电子，求荧光屏上出现亮点的范围（设电子的电荷量为e，质量为m）． 【例10】如图所示,热电子由阴极飞出时的 初速忽略不计,电子发射装置的加速电压为U0.电容器板长 和板间距离均为L=10cm,下极板接地.电容器右端到荧光屏 的距离也是L=10cm.在电容器两极板间接一交变电压,上极 板的电势随时间变化的图象如图.(每个电子穿过平行板的 时间极短,可以认为电压是不变的)求:①在t=0.06s时刻, 电子打在荧光屏上的何处?②荧光屏上有电子打到的区间 有多长?③屏上的亮点如何移动? (3)设电子飞离电场时的速度方向与电容 器中心线的夹角为α,t时刻电子打在屏 上的位置距O点为S,则有: (3)设颗粒每次与传送带碰撞反弹时,沿竖直方向的速度大小为碰撞前竖直方向速度大小的一半.写出颗粒第n次碰撞反弹高度的表达式.并求出经过多少次碰撞,颗粒反弹的高度小于0.01m. 【例12】两个竖直放置的平行金属板带有等量异号电荷,分选器漏斗的出口与两板上端处于同一高度,到两板距离相等.a种颗粒带正电,b种颗粒带负电.经分选后,两种颗粒分别落到水平传送带A、B上.知两板间距d=0.1m,板的长度L=0.5m,电场局限在平行板之间;颗粒所带电量大小与其质量之比均为1×10－5C/kg.颗粒进入电场时的初速度为零,分选过程中颗粒大小及颗粒间的相互作用力不计.要求两种颗粒离开电场区域时,不接触到极板但有最大偏转量.重力加速度g取10m/s2 解析： 在竖直方向颗粒作自由落体运动,它第一次落到水平传送 带上沿竖直方向的速度 反弹高度 由题设知颗粒第n次反弹后上升的高度 【例8】如图(a)所示,A、B表示真空中水平放置的相距为d的平行金属板,板长为L,两板加电压后板间的电场可视为匀强电场.现在A、B两板间加上如图(b)所示的周期性的交变电压,在t=0时恰有一质量为m、电量为q的粒子在板间中央沿水平方向以速度v0射入电场,忽略粒子的重力,则下列关于粒子运动状况的表述中正确的是 A．粒子在垂直于板的方向上的分运动可能是往复振动 B．粒子在垂直于板的方向上的分运动是单向运动 C．只要周期T和电压U0的值满足一定条件，粒子就可沿与板平行的方向飞出； D．粒子不可能沿与板平行的方向飞出 解析： 当t＝0时,带电粒子飞入 电场后,在垂直于板的方向上受 到电场力的作用,做加速运动,若 是粒子在T/2的时间内没有打在极板上,且没有飞出电场,那么在T/2—T的时间内,粒子做匀减速运动,粒子在这段时间内还没有打在极板上,同时还没有飞出电场,当t=T时,粒子沿电场方向的速度为零. 在第二个周期内又将重复第一个周期的运动,……所以粒子在垂直于板的方向上的分运动不可能是往复振动,只能是单向运动.当粒子在周期T的整数倍时飞出电场时,它的速度方向是与板平行的,因为此时粒子沿电场方向(就是与板垂直方向)的速度刚好为零. 选项B、C正确 规律方法