带电粒子在电场中的加速与偏转习题课(定稿).doc

PAGE PAGE 1 带电粒子在电场中的加速与偏转 温故知新 问题一：带电粒子在匀强电场中只受电场力做直线运动的a和vt如何计算？ 问题二：带电粒子只受电场力垂直进入匀强电场中将做什么运动？用什么方法分析这类运 动？ 问题三：电场力做功的计算方法有哪些？电场力做功与电势能有什么关系？ 热身练习 练1.带电粒子垂直进入匀强电场中偏转时（除电场力外不计其它力的作用）[ ] A．电势能增加，动能增加 B．电势能减小，动能增加 C．电势能和动能都不变 D．上述结论都不正确 练2.电子以初速度v0沿垂直场强方向射入两平行金属板中间的匀强电场中，现增大两板间 的电压，但仍使电子能够穿过平行板间，则电子穿越平行板所需要的时间 [ ] A．随电压的增大而减小 B．随电压的增大而增大 C．加大两板间距离，时间将减小 D．与电压及两板间距离均无关 典例探究： 例1． 如图所示，质量为m，电荷量大小为q的粒子以v0的初速度，沿与场强垂直的方向从A点飞入匀强电场，并从另一侧B点沿与场强方向成150°角飞出．则A、B两点间的电势差是多少?（不考虑粒子的重力，尝试用两种方法思考） 例2.如图所示，虚线左侧有一场强为E1 = E的匀强电场，在两条平行的虚线MN和PQ之间存在着宽为L、电场强度为E2=2E的匀强电场，在虚线PQ右侧相距也为L处有一与电场E2平行的屏．现将一电子（电荷量e,质量为m）无初速度放入电场E1中的A点，最后打在右侧的屏上，AO连线与屏垂直，垂足为O,求： (1)电子从释放到打到屏上所用的时间； (2)电子刚射出电场E2时的速度方向与AO连线夹角的正切值tanθ； (3)?电子打到屏上的点P到O点的距离x. 小试身手： 1.如图所示，在两块带电平行金属板间，有一束电子沿OX轴方向射入电场，在电场中的运动轨迹为OCD，已知，则电子在OC段和CD段动能的增加量之比为（?????） ?? B、?? C、?? D、 2.如图所示，从灯丝发射的电子经电压为U1的加速电场加速后，进入偏转电场U2，若要使电子在电场中的偏转量增大为原来的2倍，可供选用的方法是（ ） A、使U1减为原来的1/2 B、使U2增大为原来的2倍 C、使偏转电极板的长度L增大为原来的2倍  D、使偏转电极板的距离减小为原来的1/2 3.中国科学家2015年10月宣布中国将在2020年开始建造世界上最大的粒子加速器。加速器是人类揭示物质本源的关键设备，在放射治疗、食品安全、材料科学等方面有广泛应用。 如图所示，某直线加速器由沿轴线分布的一系列金属圆管（漂移管）组成，相邻漂移管分别接在高频脉冲电源的两极。质子从K点沿轴线进入加速器并依此向右穿过各漂移管，在漂移管内做匀速直线运动，在漂移管间被电场加速，加速电压视为不变。设质子进入漂移管B时速度为8×106m/s，进入漂移管E时速度为1×107m/s，电源频率为1×107Hz，漂移管间缝隙很小，质子在每个管内运动时间视为电源周期的1/2.质子的荷质比取1×108C/kg。求： （1）漂移管B的长度； （2）相邻漂移管间的加速电压。