带电粒子在电场中偏转

1、v v0 0+-q处理方法：处理方法：+- -qd yv v0 0v vv vx xv vy yu，1 1）加速度）加速度2 2）穿越电场的时间）穿越电场的时间3 3）偏转角）偏转角4 4）偏转的距离）偏转的距离6 6）穿越电场过程中电场穿越电场过程中电场力做功力做功 5 5）飞离电场时的速度飞离电场时的速度看清入射点和出看清入射点和出射点，结合草图射点，结合草图分析，不必死记分析，不必死记2022mdvquly 4、如图所示，有三个相同的电荷组成的一束粒子，从极板左侧中央垂直地射入匀强电场中，最后分成分别a、b、c三束，a刚好打在极板的中点、b刚好飞出电场、c飞出电场的地方距下板的距离是极板

2、间距的1/4,则下列说法正确的是（ ） a. a粒子在电场中运动的时间与b粒子相同 b. b的初速度是a粒子的两倍 c. c的初速度最大 d. 在电场中，c的动能变化最多 d/2d/4l0abc典型题目 5、如图所示，有一带电粒子贴着a板沿水平方向射入匀强电场，当偏转电压为u1时，带电粒子沿轨迹从两板正中间飞出；当偏转电压为u2时，带电粒子沿轨迹落到b板中间；设粒子两次射入电场的水平速度相同，则两次偏转电压之比为粒子重力不计() au1u218 bu1u214 cu1u212 du1u211讨论两次运动的时间位移关系an例1 、一束电子流在经u5 000 v的加速电压加速后，在距两极板等距离处

3、垂直进入平行板间的匀强电场，如图所示。若两极板间距离d1.0 cm，板长l 5.0 cm，那么，要使电子能从平行板间飞出，两个极板上最大能加多大电压？例1参考解答n例2、一束电子流在u1=500v的电压作用下得到一定速度后垂直于平行板间的匀强电场飞入两板间的中央，如图所示。若平行板间的距离d=1cm，板长l=5cm，问至少在平行板上加多大电压u2才能使电子不再飞出平行板？u240vb找出两个方向位移的变化 跟踪训练2、 如图所示，电子在电势差为u1的电场中加速后，垂直进入电势差为u2的偏转电场，在满足电子能射出的条件下，下列四种情况中，一定能使电子的偏转角变大的是() au1变大、u2变大 b

4、u1变小、u2变大 cu1变大、u2变小 du1变小、u2变小bbcdd当堂训练 1、2偏转角呢？d 6、如图所示，是一个示波管工作的原理图，电子经加速电压加速后以速度v0垂直电场方向进入偏转电场，离开电场时侧移量为h，两平行板间的距离为d，电势差为u，板长为l，每单位电压引起的侧移量h/u叫做示波管的灵敏度。为了提高灵敏度，可采用下列哪些方法？ a增加两板间的电势差u b尽可能使板长l做得短些 c尽可能使两板间的距离d减小些 d使电子的射入速度v0大些cuh推论推论: :带电粒子从电场中飞出时速度带电粒子从电场中飞出时速度的反向延长线与的反向延长线与x x方向的交点位于极方向的交点位于极板的

5、中点。板的中点。+-qd yv v0 0v vv vx xv vy y2022mdvquly 20tanmdvqultanyx dmvquldmvqul2020222l+-qd yv v0 0v vv vx xv vy y(1)因为初速度为因为初速度为0,ab间为匀强电间为匀强电场场,粒子在粒子在ab间做匀加速直线运间做匀加速直线运动动- - - - 例例3、如图所示、如图所示ab、cd为平行金属板为平行金属板,a a、b b两板间电势差两板间电势差为为500v,c、d始终和电源相接始终和电源相接,测的其间的场强为测的其间的场强为104v/m,一质量为一质量为2.510-24,电荷量为电荷量为

6、810-16c的带电粒子的带电粒子(重力重力不计不计)由静止开始由静止开始,经经a、b加速后穿过加速后穿过cd发生偏转发生偏转,最后打最后打在荧光屏上在荧光屏上,已知已知c、d极板长均为极板长均为4cm,荧光屏距荧光屏距cd右端右端的距离为的距离为3cm,问问: (1) 粒子带正电还是带负电粒子带正电还是带负电?+ + + + dabsloc分析:(2) 在竖直电场中因为有水平初在竖直电场中因为有水平初速度速度,粒子做类平抛运动粒子做类平抛运动(3) 出电场后出电场后,因为合外力为因为合外力为0粒子做粒子做匀速直线运动匀速直线运动.(1) 粒子带正电粒子带正电(2) (2) 粒子打在荧光屏上距

7、粒子打在荧光屏上距o o点下方多远处点下方多远处? ?- - - - + + + + dabsloc解答解答:出出abab电场时速度电场时速度mquv2水平方向水平方向: :vvx svtx竖直方向竖直方向: :atvy 221aty 其中其中mqea vst 由此得到由此得到uesvxvy2tanuesy42ueslsyy2)2(tan1代入数据可得代入数据可得my21021+ltan=(3)粒子打在荧光屏上时的动能为多大粒子打在荧光屏上时的动能为多大?- - - - + + + + dabsloc由刚刚的推导知道由刚刚的推导知道: :muqesvy2所以粒子打在荧光屏上动能所以粒子打在荧光

8、屏上动能: :222121yxmvmveusqequ222useuq4)4(222代入数据可得代入数据可得je131064. 4拓展练习拓展练习如图所示为电子射线管如图所示为电子射线管，阴极阴极p p发射电子，发射电子，阳极阳极k k和阴极和阴极p p间加上电压后电子被加速。间加上电压后电子被加速。a a、b b是偏是偏向板，使飞进的电子偏离向板，使飞进的电子偏离. .若已知若已知p p、k k间所加电压间所加电压u ukpkp，两极板长度两极板长度l l，板间距离，板间距离d d，所加电压，所加电压u uabab，电子质量，电子质量m me e，电子的电荷量，电子的电荷量为为e e。设从阴极

9、出来的电子速度为。设从阴极出来的电子速度为0 0，不计重力。不计重力。 试问：试问：(1)(1)电子通过阳极电子通过阳极k k板的速度板的速度0 0是是多少多少?(2)?(2)电子通过偏转电极时具有动能电子通过偏转电极时具有动能e ek k是多少是多少? ?(3)(3)电子过偏转电电子过偏转电极后到达距离偏转极后到达距离偏转电极为电极为r,r,荧光屏上荧光屏上oo点，此点偏离点，此点偏离入射方向的距离入射方向的距离yy是多少是多少? ? o ooo思考思考: :如果增大如果增大u uabab, ,问问yy怎么变怎么变? y? y最大最大为多少为多少? ?此时此时u uabab为多少为多少? ?

10、当堂检测答案232 101.8 10vuv题号123456答案 bcddbabcac7、8、（1） （2）600个02.55mmvss 7、质量为m=510-5kg的带电粒子以v0=2m/s的速度从水平放置的平行金属板a,b的中央飞入板间,如图所示,已知板长l=10cm,板间距离d=2cm,当uab=103v时,带电粒子恰好沿中央直线穿过板间,则ab间所加电压在什么范围内带电粒子能从板间飞出 (g=10m/s2)粒子为何能沿直线运动粒子匀速运动受几个力mgeqaby38=101 10abababuvuqmgdqcdu 解：当时，带电粒子做匀速直线运动mg=，解得 max1i-1qumgmad经

11、分析知，带电粒子从上极板边缘飞出时，ab间电压最大，此时， 21 10 1d12223a tt电场方向: 垂直电场方向：l=v 3max1231.8 10 v联立得，u min2iim4abqumad当带电粒子从下极板边缘飞出时，间电压最小，此时 g- 22 20 2d15226a tt电场方向：垂直电场方向：l=v 2min4562 10 v联立得，u232 101.8 10abvuv综上所述，当时，带电粒子能从板间飞出。mgf电电8、如图所示，水平放置的平行板电容器，原来两板不带电，上极板接地，它的极板长l = 0.1m，两板间距离 d = 0.4 cm，有一束相同微粒组成的带电粒子流从两板中央平行极板射入，由于重力作用微粒能落到下板上，已知微粒质量为 m = 210-6kg，电量q = 110-8 c，电容器电容为c =10-6 f求(1) 为使第一粒子能落点范围在下板中点到紧靠边缘的b点之内，求微粒入射速度v0范围。(2) 以上述速度入射的带电粒子，最多能有多少落到下极板上？lbm,qdv0a 201 1101d1112.5 m/s222lov tgtv解： 若第 个粒子落到 点，由，