常见的交变电场

1、、常见的交变电场: 产生交变电场的电压波形有方形波、锯齿波、正弦波等二、常见的试题类型有（1）单向直线运动（平行电场方向进入）（2）往返运动（同上）（3）偏转运动（垂直电场方向进入）三、解答带电粒子在交变电场中运动的思维方法1 注重全面分析（分析受力特点和运动规律），抓住粒子的运动具有周期性和在空间上具有 对称性的特征，求解粒子运动过程中的速度、 位移、做功或确定与物理过程相关的边界条件.2 分析时从两条思路出发：一是力和运动的关系，根据牛顿第二定律及运动学规律分析； 二是功能关系.3对于锯齿波和正弦波等电压产生的交变电场，带电粒子穿过电场的时间内可认为电场不变1、平行板间加如图5 （甲）所示

2、周期性变化的电压，重力不计的带电粒子静止在平行板中 央，从t = 0时刻开始将其释放，运动过程中无碰板情况。图5 （乙）中，能定性描述粒2.图2 7 5中A、B是一对中间开有小孔的平行金属板，两小孔的连线与金属板面相垂直，两极板的距离为I，两极板间加上低频交变电流.A板电势为零，B板电势U=Ucos3 t,现有一电子在t=0时穿过A板上的小孔射入电场，设初速度和重力的影响均可忽略不计，则 电子在两极板帥J能A zi图 2 7 5A. 以AB问的某一点为平褸位置來回振动B. 时而向B板运动，时而向 A板运动，但最后穿出 B板C如果3小于某个值3 0, I小于某个值Io,电子一直向B板运动，最后穿

3、出B板D. 直向B板运动，最后穿出B板，而不论3、1儿？制忙注：3.如图5甲所示，热电子由阴极飞出时的初速度忽略不计，电子发射装置的加速电压为U,电容器板长和板间距离均为L= 10 cm,下极板接地，电容器右端到荧光屏的距离也是L=10 cm,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乙所示.（每图5)求:个电子穿过平行板的时间都极短，可以认为电子穿过平行板的过程中电压是不变的（1）在t = 0.06 s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?解析 电子经加速电场加速满足 qU = gmV1 o 1 qU偏L经偏转电场偏转后偏移量y= 2at =

4、 2 qmL （ V）U偏L所以y=疋，由题图知t = 0.06 s时刻U偏= 1.8U,所以y = 4.5 cmY L+ L/2设打在屏上的点距 O点距离为Y,满足-= yL/2所以 Y= 13.5 cm.（2）由题知电子偏移量 y的最大 值为2，所以当偏转电压超过2U0时，电子就打不到荧光屏上了，所以荧光屏上电子能打到的区间长为3L= 30 cm.答案 （1）打在屏上的点位于 O点正上方，距 O点13.5 cm(2)3 0 cm4、电容器极板长为L,电容器两端的电压变化规律如左图9（甲）所示，电压绝对值为 U0,电子（质量为m,电荷量为e）沿电容器中线射入时的初速为V0,为使电子刚好由 0

5、2点射出，如图9（乙），电压变化周期V0表示）图9（甲）图 9（乙）5、如图2 79 （甲）为平行板电容器，板长1=0.1 m，板距d=0.02 m.板间电压如图（乙）示，电子以v=1 x 107 m/s的速度，从两板中央与两板平行的方向射入两板间的匀强电场，为使电子从板边缘平行于板的方向射出，电子应从什么时刻打入板间？并求此交变电压的频率.（电子质量 m=9.1x 10-31 kg,电量 e=1.6 x 10-19 C）（乙）（甲）解析：电子水平方向匀速直线运动，竖直方向做变加速运动 .要使电子从板边平行于板方向 飞出，则要求电子在离开板时竖直方向分速度为 0,并且电子在竖直方向应做单向直线

6、运动 向极板靠近此时电子水平方向（x方向）、竖直方向（y）方向的速度图线分别如图所示电子须从t=nT （n=0,1 , 2,）时刻射入板间，且穿越电场时间 t=kT（k=1,2）而电子2水平位移i=vt：2：竖直位移!d= -eU （T）2 2k22 md 2二式联立得，T=2mvd =2.5x 10-9 s,k=4,故 f=1/T=4x 108 Hz,且 k=4. eUl.电子以6、如图2 710甲所示，A、B为两块距离很近的平行金属板，板中央均有小孔 初动能EkO=120 eV,从A板上的小孔O不断地垂直于板射入 A、B之间，在B板的右侧，偏 转板M、N组成一匀强电场，板长 L=2 x 1

7、0-2 m,板间距离d=4 x 10-3 m；偏转板加电压为 U2=20 V,现在A、B间加一个如图乙所示的变化电压U1，在t=2 s时间内，A板电势高于B板，则在U1随时间变化的第一周期内.打行禹二二j肿（乙）（甲）图 2 710在哪段时间内，电子可从B板上小孔0 7： rP-在哪段时间内，电子能从偏转电场右侧飞出？(由于 A、B两板距离很近，可以认为电子穿过A、B Il-.(1) 02 s电子能从0 射出，动能必须足够大，由功能关系得 Uiev Eko得Ui 1.4时，粒子可由B板小孔0射出.(2)电子进入偏转极板时的水平速度为v,通过偏转电极时，侧向偏移是y,U2eL2y= 2mv d能从偏转电