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1、关于带电粒子在电场中的偏转第1页，讲稿共37张，创作于星期日、动力学方法：、动力学方法：一、带电粒子在电场中的加速一、带电粒子在电场中的加速A AB BU Ud dE E+F Fv由牛顿第二定律：由牛顿第二定律：由运动学公式：由运动学公式：初速度初速度不为不为零零呢？呢？只适用于只适用于匀匀强电场强电场第2页，讲稿共37张，创作于星期日2 2、动能定理：、动能定理：A AB BU Ud dE E+v由动能定理：由动能定理：也适用于也适用于非非匀强电场匀强电场一、带电粒子在电场中的加速一、带电粒子在电场中的加速第3页，讲稿共37张，创作于星期日1 1、下列粒子由静止经加速电压为下列粒子由静止经加
2、速电压为U U的电场加速后，的电场加速后，哪种粒子动能最大哪种粒子动能最大 （）哪种粒子速度最大哪种粒子速度最大 （）A A、质子、质子 B B、电子、电子C C、氘核、氘核 D D、氦核、氦核 例与练例与练与与电量电量成正比成正比与与比荷平方根比荷平方根成正比成正比第4页，讲稿共37张，创作于星期日2 2、如图所示，如图所示，MM、N N是在真空中竖直放置的两块平行金是在真空中竖直放置的两块平行金属板，质量为属板，质量为mm、电量为、电量为+q+q的带电粒子，以极小的初的带电粒子，以极小的初速度由小孔进入电场，当速度由小孔进入电场，当MM、N N间电压为间电压为U U时，粒子时，粒子到达到达
3、N N板的速度为板的速度为v，如果要使这个带电粒子到达，如果要使这个带电粒子到达N N板板的速度为的速度为2 2v ，则下述方法能满足要求的是（，则下述方法能满足要求的是（）A A、使、使MM、N N间电压增加为间电压增加为2U 2U B B、使、使MM、N N间电压增加为间电压增加为4U 4U C C、使、使MM、N N间电压不变，距离减半间电压不变，距离减半 D D、使、使MM、N N间电压不变，距离加倍间电压不变，距离加倍 例与练例与练MMN NU Ud d+v与与电压平方电压平方根根成正比成正比第5页，讲稿共37张，创作于星期日3 3、如图所示的电场中有如图所示的电场中有A A、B B
4、两点，两点，A A、B B的电势差的电势差U UABAB100V100V，一个质量为，一个质量为m=m=2.0102.010-12-12kgkg、电量为、电量为q=q=-5.0105.010-8-8C C的带电粒子，以初速度的带电粒子，以初速度v0=3.0103.0103 3m/sm/s由由A A点运动到点运动到B B点，求粒子到达点，求粒子到达B B点时的速率。（不点时的速率。（不计粒子重力）计粒子重力）例与练例与练A A-v0B Bq为为负负第6页，讲稿共37张，创作于星期日二、带电粒子在匀强电场中的偏转二、带电粒子在匀强电场中的偏转 ld+-+Uv0q、m第7页，讲稿共37张，创作于星期
5、日二、带电粒子在匀强电场中的偏转二、带电粒子在匀强电场中的偏转 ld+-+Uv0q、mF+vv0vyy偏转角偏转角侧移侧移第8页，讲稿共37张，创作于星期日二、带电粒子在匀强电场中的偏转二、带电粒子在匀强电场中的偏转类平抛运动类平抛运动与粒子比荷与粒子比荷q/m成正比成正比与粒子初速度与粒子初速度v0平方成反比平方成反比与电场的属性与电场的属性U、l、d有关有关第9页，讲稿共37张，创作于星期日二、带电粒子在匀强电场中的偏转二、带电粒子在匀强电场中的偏转与粒子比荷与粒子比荷q/m成正比成正比与粒子初速度与粒子初速度v0平方成反比平方成反比与电场的属性与电场的属性U、l、d有关有关类平抛运动类平
6、抛运动第10页，讲稿共37张，创作于星期日4 4、质量为质量为质量为质量为mmmm、带电量为、带电量为、带电量为、带电量为q q q q的粒子以初速度的粒子以初速度的粒子以初速度的粒子以初速度v v从中线垂直从中线垂直从中线垂直从中线垂直进入偏转电场，刚好离开电场，它在离开电场后偏进入偏转电场，刚好离开电场，它在离开电场后偏进入偏转电场，刚好离开电场，它在离开电场后偏进入偏转电场，刚好离开电场，它在离开电场后偏转角正切为转角正切为转角正切为转角正切为0.50.50.50.5，则下列说法中正确的是，则下列说法中正确的是，则下列说法中正确的是，则下列说法中正确的是 A A A A、如果偏转电场的电
7、压为原来的一半，则粒子离开电场、如果偏转电场的电压为原来的一半，则粒子离开电场、如果偏转电场的电压为原来的一半，则粒子离开电场、如果偏转电场的电压为原来的一半，则粒子离开电场后的偏转角正切为后的偏转角正切为后的偏转角正切为后的偏转角正切为0.250.250.250.25 B B B B、如果带电粒子的比荷为原来的一半，则粒子离、如果带电粒子的比荷为原来的一半，则粒子离、如果带电粒子的比荷为原来的一半，则粒子离、如果带电粒子的比荷为原来的一半，则粒子离开电场后的偏转角正切为开电场后的偏转角正切为开电场后的偏转角正切为开电场后的偏转角正切为0.250.250.250.25 C C C C、如果带电
8、粒子的初速度为原来的、如果带电粒子的初速度为原来的、如果带电粒子的初速度为原来的、如果带电粒子的初速度为原来的2 2 2 2倍，则粒子离开倍，则粒子离开倍，则粒子离开倍，则粒子离开电场后的偏转角正切为电场后的偏转角正切为电场后的偏转角正切为电场后的偏转角正切为0.250.250.250.25 D D D D、如果带电粒子的初动能为原来的、如果带电粒子的初动能为原来的、如果带电粒子的初动能为原来的、如果带电粒子的初动能为原来的2 2 2 2倍，则粒子离倍，则粒子离倍，则粒子离倍，则粒子离开电场后的偏转角正切为开电场后的偏转角正切为开电场后的偏转角正切为开电场后的偏转角正切为0.250.250.2
9、50.25例与练例与练偏转角正切与偏转角正切与比比荷成正比荷成正比偏转角正切与偏转角正切与初初动能成反比动能成反比偏转角正切与偏转角正切与电电压成正比压成正比第11页，讲稿共37张，创作于星期日三、示波管的原理三、示波管的原理产生产生高速高速飞行飞行的的电子束电子束待显示待显示的的电压信号电压信号锯齿形锯齿形扫描扫描电压电压使电子沿使电子沿Y Y方向方向偏移偏移使电子沿使电子沿x x方方向向偏移偏移第12页，讲稿共37张，创作于星期日三、示波管的原理三、示波管的原理1 1、如果在电极、如果在电极XXXX之间不加电压，而在之间不加电压，而在YYYY之间加之间加不变电压不变电压，使，使Y Y的电势
10、比的电势比YY高，电子将打高，电子将打在荧光屏的什么位置？在荧光屏的什么位置？电子沿电子沿Y Y方向方向向上向上偏移偏移第13页，讲稿共37张，创作于星期日三、示波管的原理三、示波管的原理1 1、如果在电极、如果在电极XXXX之间不加电压，而在之间不加电压，而在YYYY之之间加间加不变电压不变电压，使，使YY的电势比的电势比Y Y高，电子将打在高，电子将打在荧光屏的什么位置？荧光屏的什么位置？电子沿电子沿Y Y方向方向向下向下偏移偏移第14页，讲稿共37张，创作于星期日三、示波管的原理三、示波管的原理1 1、如果在电极、如果在电极XXXX之间不加电压，但在之间不加电压，但在YYYY之间加之间加
11、不变电压不变电压，使，使Y Y的电势比的电势比YY高，电子将打高，电子将打在荧光屏的什么位置？在荧光屏的什么位置？如果在电极如果在电极 YYYY之间不加电压，但在之间不加电压，但在XXXX之之间加间加不变电压不变电压，使，使X X的电势比的电势比XX高，电子将打在高，电子将打在荧光屏的什么位置？荧光屏的什么位置？电子沿电子沿X X方向方向向里向里偏移偏移第15页，讲稿共37张，创作于星期日三、示波管的原理三、示波管的原理1 1、如果在电极、如果在电极XXXX之间不加电压，但在之间不加电压，但在YYYY之之间加间加不变电压不变电压，使，使Y Y的电势比的电势比YY高，电子将打高，电子将打在荧光屏
12、的什么位置？在荧光屏的什么位置？如果在电极如果在电极 YYYY之间不加电压，但在之间不加电压，但在XXXX之间加之间加不变电压不变电压，使，使XX的电势比的电势比X X高，电子将高，电子将打在荧光屏的什么位置？打在荧光屏的什么位置？电子沿电子沿X X方向方向向外向外偏移偏移第16页，讲稿共37张，创作于星期日三、示波管的原理三、示波管的原理2 2、如果在电极、如果在电极XXXX之间不加电压，但在之间不加电压，但在YYYY之间加如图所示的之间加如图所示的交变电压交变电压，在荧光屏上会，在荧光屏上会看到什么图形？看到什么图形？0tt0tt1 1电子沿电子沿Y Y方方向向向上向上偏移偏移第17页，讲
13、稿共37张，创作于星期日三、示波管的原理三、示波管的原理2 2、如果在电极、如果在电极XXXX之间不加电压，但在之间不加电压，但在YYYY之间加如图所示的之间加如图所示的交变电压交变电压，在荧光屏上会看到，在荧光屏上会看到什么图形？什么图形？t t1 1tttt2 2电子沿电子沿Y Y方方向向向下向下偏移偏移第18页，讲稿共37张，创作于星期日三、示波管的原理三、示波管的原理3 3、如果在、如果在YYYY之间加如图所示的之间加如图所示的交变电压交变电压，同，同时在时在XXXX之间加之间加不变电压不变电压，使，使X X的电势比的电势比XX高高，在荧光屏上会看到什么图形？在荧光屏上会看到什么图形？
14、0tt0tt1 1电子沿电子沿Y Y方方向向向上向上偏，沿偏，沿X X方方向向向里向里偏偏第19页，讲稿共37张，创作于星期日三、示波管的原理三、示波管的原理3 3、如果在、如果在YYYY之间加如图所示的之间加如图所示的交变电压交变电压，同时在同时在XXXX之间加之间加不变电压不变电压，使，使X X的电势比的电势比XX高，在荧光屏上会看到什么图形？高，在荧光屏上会看到什么图形？t t1 1tttt2 2电子沿电子沿Y Y方方向向向下向下偏，沿偏，沿X X方方向向向里向里偏偏第20页，讲稿共37张，创作于星期日三、示波管的原理三、示波管的原理3 3、如果在、如果在YYYY之间加如图所示的之间加如
15、图所示的交变电压交变电压，同，同时在时在XXXX之间加之间加不变电压不变电压，使，使XX的电势比的电势比X X高，高，在荧光屏上会看到什么图形？在荧光屏上会看到什么图形？电子沿电子沿Y Y方向方向向上向上向下向下偏，沿偏，沿X X方向方向向外向外偏偏第21页，讲稿共37张，创作于星期日三、示波管的原理三、示波管的原理4 4、如果在、如果在YYYY之间加如图所示的之间加如图所示的交变电压交变电压，同，同时在时在XXXX之间加之间加锯齿形扫描电压锯齿形扫描电压，在荧光屏上，在荧光屏上会看到什么图形？会看到什么图形？XYOABCDEFABCD EFABOCt1DEFt2第22页，讲稿共37张，创作于
16、星期日5 5、质子、质子(质量为质量为mm、电量为、电量为e)e)和二价氦离子和二价氦离子(质量质量为为4m4m、电量为、电量为2e)2e)以相同的以相同的初动能初动能垂直射入同垂直射入同一偏转电场中，离开电场后，它们的偏转角正切一偏转电场中，离开电场后，它们的偏转角正切之比为之比为 ，侧移之比为，侧移之比为 。例与练例与练与与电量电量成正比成正比与与电量电量成正比成正比第23页，讲稿共37张，创作于星期日6 6、三个电子在同一地点沿同一直线垂直飞入、三个电子在同一地点沿同一直线垂直飞入偏转电场，如图所示。则由此可判断偏转电场，如图所示。则由此可判断 A A、b b和和c c同时飞离电场同时飞
17、离电场 B B、在、在b b飞离电场的瞬间，飞离电场的瞬间，a刚好打在下极板上刚好打在下极板上 C C、进入电场时，、进入电场时，c c速度最大，速度最大，a速度最小速度最小 DD、c c的动能增量最小，的动能增量最小，a和和b b的动能增量一样大的动能增量一样大 例与练例与练第24页，讲稿共37张，创作于星期日析与解析与解第25页，讲稿共37张，创作于星期日7 7、如图，电子在电势差为如图，电子在电势差为U U1 1的加速电场中由静止开始的加速电场中由静止开始加速，然后射入电势差为加速，然后射入电势差为U U2 2的两块平行极板间的电场中，的两块平行极板间的电场中，入射方向跟极板平行。整个装
18、置处在真空中，重力可忽略。入射方向跟极板平行。整个装置处在真空中，重力可忽略。在满足电子能射出平行板区的条件下，下述四种情况中，在满足电子能射出平行板区的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角一定能使电子的偏转角 变大的是变大的是 （）A A、U U1 1变大、变大、U U2 2变大变大 B B、U U1 1变小、变小、U U2 2变大变大C C、U U1 1变大、变大、U U2 2变小变小 DD、U U1 1变小、变小、U U2 2变小变小例与练例与练第26页，讲稿共37张，创作于星期日析与解析与解对加速过程由动能定理：对加速过程由动能定理：对偏转过程由偏转角正切公式：对偏转过程由偏转
19、角正切公式：与粒子的与粒子的电量电量q q、质量、质量mm无关无关第27页，讲稿共37张，创作于星期日8 8、如图所示，二价氦离子和质子的混合体，、如图所示，二价氦离子和质子的混合体，经同一加速电场加速后，垂直射入同一偏转经同一加速电场加速后，垂直射入同一偏转电场中，偏转后，打在同一荧光屏上，则它电场中，偏转后，打在同一荧光屏上，则它们（们（）A A、侧移相同、侧移相同 B B、偏转角相同、偏转角相同 C C、到达屏上同一点、到达屏上同一点 D D、到达屏上不同点、到达屏上不同点例与练例与练与粒子的与粒子的电量电量q q、质量、质量mm无关无关第28页，讲稿共37张，创作于星期日9 9 9 9
20、、试证明：带电粒子垂直进入偏转电场，离开电场时、试证明：带电粒子垂直进入偏转电场，离开电场时、试证明：带电粒子垂直进入偏转电场，离开电场时、试证明：带电粒子垂直进入偏转电场，离开电场时就好象是从初速度所在直线的就好象是从初速度所在直线的就好象是从初速度所在直线的就好象是从初速度所在直线的中点沿直线中点沿直线中点沿直线中点沿直线离开电场的。离开电场的。离开电场的。离开电场的。例与练例与练x第29页，讲稿共37张，创作于星期日1010、如图所示，有一电子、如图所示，有一电子(电量为电量为e e、质量为、质量为m)m)经电压经电压U U0 0加速后，沿平行金属板加速后，沿平行金属板A A、B B中心
21、线进中心线进入两板，入两板，A A、B B板间距为板间距为d d、长度为、长度为L L，A A、B B板板间电压为间电压为U U，屏，屏CDCD足够大，距离足够大，距离A A、B B板右边缘板右边缘2L2L，ABAB板的中心线过屏板的中心线过屏CDCD的中心且与屏的中心且与屏CDCD垂垂直。试求电子束打在屏上的位置到屏中心间的直。试求电子束打在屏上的位置到屏中心间的距离。距离。例与练例与练第30页，讲稿共37张，创作于星期日析与解析与解电子离开电场，就好象从中点沿直线离开的：电子离开电场，就好象从中点沿直线离开的：对加速过程由动能定理：对加速过程由动能定理：第31页，讲稿共37张，创作于星期日
22、1111、质量为质量为110110-25-25kgkg、电量为、电量为110110-16-16C C的带的带电粒子以电粒子以2102106 6m/sm/s速度从水平放置的平行金属速度从水平放置的平行金属板板A A、B B中央沿水平方向飞入板间，如图所示。已中央沿水平方向飞入板间，如图所示。已知板长知板长L L10cm10cm，间距，间距d d2cm2cm，当，当ABAB间电压间电压在在 范围内时，此带电粒子能从板间范围内时，此带电粒子能从板间飞出。飞出。例与练例与练v0+-第32页，讲稿共37张，创作于星期日v0+-析与解析与解对偏转过程由偏转角正切公式：对偏转过程由偏转角正切公式：或对偏转过
23、程由侧移公式：或对偏转过程由侧移公式：第33页，讲稿共37张，创作于星期日1212、如图所示的示波管，如果在、如图所示的示波管，如果在YYYY之间加如图所示的之间加如图所示的交变电压交变电压，同时在，同时在XXXX之间加如图所示的之间加如图所示的锯齿形电压锯齿形电压，使使X X的电势比的电势比XX高，在荧光屏上会看到什么图形？高，在荧光屏上会看到什么图形？例与练例与练UxtOt1t2第34页，讲稿共37张，创作于星期日1313、如图所示的示波管，如果在、如图所示的示波管，如果在YYYY之间加如图所示之间加如图所示的的交变电压交变电压，同时在，同时在XXXX之间加如图所示的之间加如图所示的锯齿形
24、电压锯齿形电压，使使X X的电势比的电势比XX高，在荧光屏上会看到什么图形？高，在荧光屏上会看到什么图形？例与练例与练UxtOt1t2XYO0tt0tt1 1t t1 1tttt2 2第35页，讲稿共37张，创作于星期日1414、真空室中电极、真空室中电极K K发出电子（初速不计），经过电发出电子（初速不计），经过电压为压为U U1 1的加速电场后，由小孔的加速电场后，由小孔S S沿水平金属板沿水平金属板A A、B B间间的中心线射入板中，板长的中心线射入板中，板长L L，相距为，相距为d d，在两板间加上，在两板间加上如图乙所示的正弦交变电压，前半个周期内如图乙所示的正弦交变电压，前半个周期内B B板的电势高板的电势高于于A A板的电势，已知电子的质量为板的电势，已知电子的质量为mm，带电量为，带电量为e e，不，不计电子重力，求：计电子重力，求：（1 1）电子进入）电子进入ABAB板时的初速度；板时的初速度；（2 2）要使所有的电子都能离开）要使所有的电子都能离开ABAB板，图乙中电压的板，图乙中电压的最大值最大值U U0 0需满足什么条件？需满足什么条件？（3 3）在荧光屏上）在荧光屏上会看到什么图形？会看到什么图形？例与练例与练第36页，讲稿共37张，创作于星期日感谢大家观看第37页，讲稿共37张，创作于星期日