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1、带电粒子在电场中的加速和偏转带电粒子在电场中的加速和偏转淄博一中淄博一中 李荣国李荣国一、带电粒子在电场中的加速二、带电粒子在电场中的偏转三、带电粒子先经过加速场再通过偏转场四、示波管原理五、练习淄博一中物理组课程资源淄博一中物理组课程资源李荣国制作李荣国制作 2012年年1月月是否考虑重力要依据具体情况而定基本粒子：如电子、质子、粒子、离子等除有说明或明确的暗示外，一般都不考虑重力（但不能忽略质量）。带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或明确的暗示以外，一般都不能忽略重力。淄博一中物理组课程资源淄博一中物理组课程资源李荣国制作李荣国制作 2012年年1月月1 1、从功能关系的角度来
2、看从功能关系的角度来看:由动能定理由动能定理如图所示，若在正极板处有一带正电荷q的粒子，两板间电压为U（通常称加速电压），粒子的质量为m，不计重力，则它从静止开始运动到达负极板时的速度v多大？2 2、从动力学的角度来看：、从动力学的角度来看：解得：一、带电粒子在匀强电场中的加速扩展：若粒子所在处的电场不是匀强电场，以上两种方法都成立吗？扩展：若粒子所在处的电场不是匀强电场，以上两种方法都成立吗？方法方法2不再成立，想想这是为什么？不再成立，想想这是为什么？淄博一中物理组课程资源淄博一中物理组课程资源李荣国制作李荣国制作 2012年年1月月解得：二、带电粒子在匀强电场中的偏转淄博一中物理组课程资
3、源淄博一中物理组课程资源李荣国制作李荣国制作 2012年年1月月二、带电粒子在匀强电场中的偏转在水平方做匀速运动，速度 vx=v0 带电粒子在竖直方向做匀加速运动，加速度速度粒子离开电场时偏转角的正切值为 1 1带电粒子的偏转角带电粒子的偏转角带电粒子的偏转角带电粒子的偏转角 2、带电粒子通过电场发生的偏转距离为：、带电粒子通过电场发生的偏转距离为：淄博一中物理组课程资源淄博一中物理组课程资源李荣国制作李荣国制作 2012年年1月月二、带电粒子在匀强电场中的偏转3 3带电粒子通过电场后带电粒子通过电场后带电粒子通过电场后带电粒子通过电场后的速度的速度的速度的速度v v淄博一中物理组课程资源淄博
4、一中物理组课程资源李荣国制作李荣国制作 2012年年1月月方法一：由运动的分解可得方法二：由功能关系可得（该方法并不常用该方法并不常用该方法并不常用该方法并不常用）注意这个常见的推论！注意这个常见的推论！三、带电粒子先经过加速场再通过偏转场经过加速场经过加速场解得：解得：经过偏转场经过偏转场扩展：若由静止释放扩展：若由静止释放的质子、的质子、粒子通过粒子通过同一个加速场，然后同一个加速场，然后再通过同一个偏转场，再通过同一个偏转场，能否把这两种粒子分能否把这两种粒子分开？开？淄博一中物理组课程资源淄博一中物理组课程资源李荣国制作李荣国制作 2012年年1月月不能不能四、示波管原理怎样求解粒子打
5、怎样求解粒子打怎样求解粒子打怎样求解粒子打到荧光屏上时偏到荧光屏上时偏到荧光屏上时偏到荧光屏上时偏转距离转距离转距离转距离Y?Y?方法方法1：方法方法2：淄博一中物理组课程资源淄博一中物理组课程资源李荣国制作李荣国制作 2012年年1月月扩展：经加速电压为扩展：经加速电压为U的电场后，哪的电场后，哪种种粒子动能最大粒子动能最大？1、下列粒子从初速度为零的状态经加速电压为、下列粒子从初速度为零的状态经加速电压为U的的电场后，哪种粒子速度最大？电场后，哪种粒子速度最大？A、质子、质子 B、氘核、氘核 C、氦核、氦核 D、钠离子、钠离子五、练习AC淄博一中物理组课程资源淄博一中物理组课程资源李荣国制
6、作李荣国制作 2012年年1月月2 2、如图，从、如图，从F F处释放一个无初速度电子向处释放一个无初速度电子向B B板方向运动板方向运动,指出指出下列对电子运动描述中下列对电子运动描述中,正确的是正确的是(设电源电动势均为设电源电动势均为U)U)FADCBA.A.电子到达电子到达B B板时的动能是板时的动能是UeUeB.B.电子从电子从B B板到达板到达C C板时动能的变化量为零板时动能的变化量为零 C.C.电子到达电子到达D D板时动能为板时动能为UeUe .电子在板与板间作往返运动电子在板与板间作往返运动五、练习淄博一中物理组课程资源淄博一中物理组课程资源李荣国制作李荣国制作 2012年
7、年1月月3、如图所示，水平放置的、如图所示，水平放置的A、B两平行板相距两平行板相距h，上板上板A带正电。现有质量带正电。现有质量为为m，带电量为带电量为+q的小球在的小球在B板下方距离为板下方距离为H处，以初速度处，以初速度V0竖直向上从竖直向上从B板小孔进入板间电场，欲使小球刚好打到板小孔进入板间电场，欲使小球刚好打到A板，板，A、B间电势差间电势差UAB应为多应为多少？少？解：对于于运动全过程，由动能定理得解：对于于运动全过程，由动能定理得 五、练习解得：解得：备注：带电小球需要考虑重力备注：带电小球需要考虑重力 此题也能用动力学的方法求解，但应用功能关系解答要简便一些。此题也能用动力学
8、的方法求解，但应用功能关系解答要简便一些。淄博一中物理组课程资源淄博一中物理组课程资源李荣国制作李荣国制作 2012年年1月月4、质子和、质子和粒子由静止经相同加速电场加速后，又垂直进入粒子由静止经相同加速电场加速后，又垂直进入同一匀强电场，出电场时，它们的偏转距离之比和在偏转电同一匀强电场，出电场时，它们的偏转距离之比和在偏转电场中经过时间之比分别为场中经过时间之比分别为A、2:1和和 :1 B、1:1和和 1：C、1:2和和2:1 D、1:4和和1:2五、练习B淄博一中物理组课程资源淄博一中物理组课程资源李荣国制作李荣国制作 2012年年1月月5、带电粒子经加速电场加速后垂直进入两平行金属
9、板间的偏转电场，要使它离开偏转电场时偏转角增大，可采用的办法有：A、增加带电粒子的电量B、降低加速电压；C、提高偏转电压；D、减小两平行板间的距离。BCD五、练习淄博一中物理组课程资源淄博一中物理组课程资源李荣国制作李荣国制作 2012年年1月月6、一个电子以初速、一个电子以初速V0=3.0106m/s沿着垂直于场强方向射入两沿着垂直于场强方向射入两带电平行金属板，金属板长带电平行金属板，金属板长L=6.0102m，两板之间可以看成两板之间可以看成是匀强电场，场强大小为是匀强电场，场强大小为E=2103N/C，电子的电量电子的电量e=1.61019C，质量质量m=9.1 1031kg，求求:（
10、1）电子射离电场时的速度；）电子射离电场时的速度；（2）出射点与入射点沿场强方向的侧移距离。）出射点与入射点沿场强方向的侧移距离。五、练习（2）y=7.0102m（1）v=7.62 106m/stan=2.33答案：淄博一中物理组课程资源淄博一中物理组课程资源李荣国制作李荣国制作 2012年年1月月7 7、一一束束电电子子流流经经 U U=5000V=5000V 的的电电压压加加速速后后，在在距距两两极极板板等等间间距距处处垂垂直直进进入入平平行行板板间间的的匀匀强强电电场场中中，若若两两板板间间距距 d d=1.0cm=1.0cm，板板长长 l l=5.0cm=5.0cm，那那么么，要要使使电电子子能能从从两两极极板板间间飞飞出出，两两极极板之间的电压最多能加多少？板之间的电压最多能加多少？五、练习答案：两个极板间电压最多能加答案：两个极板间电压最多能加400V400V淄博一中物理组课程资源淄博一中物理组课程资源李荣国制作李荣国制作 2012年年1月月六、资源淄博一中物理组课程资源淄博一中物理组课程资源李荣国制作李荣国制作 2012年年1月月六、资源示波管示意图淄博一中物理组课程资源淄博一中物理组课程资源李荣国制作李荣国制作 2012年年1月月六、资源示波管示意图淄博一中物理组课程资源淄博一中物理组课程资源李荣国制作李荣国制作 2012年年1月月