探究电子束在示波管中运动

1、2、5探究电子束在示波管中的运动,赵湾中学江高才,示波管的原理图,、动力学方法：,一、带电粒子在电场中的加速,U,d,E,F,v,由牛顿第二定律：,由运动学公式：vt2-v02=2as,初速度不为零呢？,只适用于匀强电场,2、动能定理：,U,d,E,v,也适用于非匀强电场,一、带电粒子在电场中的加速,初速度不为零呢？,d,U,v0,q、m,二、带电粒子在电场中的偏转,d,U/,v0,q、m,F,v,v0,vy,y,偏转角,侧移,二、带电粒子在电场中的偏转,类平抛运动,二、带电粒子在电场中的偏转,平行E的方向：,垂直E的方向：做匀速直线运动,加速度：,垂直E方向：,合速度：,速度偏向角,偏转位移

2、：,v0,vy,+,_,三、加速和偏转一体,四、带电粒子离开电场后的运动,类平抛运动中，逆着出射方向看，粒子好像从初速度所在直线沿直线中点射出。,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中点沿直线离开电场的。,例与练,x,五、示波管的原理,产生高速飞行的电子束,待显示的电压信号,锯齿形扫描电压,使电子沿Y方向偏移,使电子沿x方向偏移,一、带电粒子加速,二、带电粒子偏转,动力学角度分析-匀强电场,做功和能量的角度分析-任意电场,类平抛运动的分析方法,垂直电场方向上：做匀速直线运动,平行电场方向上做：初速度为零的匀加速运动,小结：,带电粒子在电场中的运动,带电粒子在电

3、场中的运动,一.带电粒子的运动轨迹分析,1.如图所示.虚线表示真空中有一点电荷Q的电场中的两个等势面,实线表示一个带负电荷q的运动轨迹,不考虑粒子重力,试判断:(1)Q带什么电.(2)A,B,C点电势大小关系(3)该粒子在A,B,C三点动能的大小关系(4)该粒子在A,B,C三点电势能的大小关系,2.如图所示,实线表示某一电场的电场线,在电场力作用下一带电粒子(不计重力),经A点飞向B点,轨迹如图中虚线所示.试判断:(1)粒子带什么电?(2)粒子在_点,加速度较大.(3)粒子在_点,动能较大.(4)粒子在_点,电势能较大.(5)粒子在_点,电势较高.,曲线运动的轨迹夹在力与速度之间,一.带电粒子

4、的运动轨迹分析,二.带电粒子在匀强电场中的平衡,1.平行电极板水平放置,如图所示,有一质量为m的带电油滴,放在两极板之间恰好保持静止,已知两极板电势差为U,间距为d.则:A.油滴带正电,电量为mgU/dB.油滴带正电,电量为mgd/UC.油滴带负电,电量为mgd/UD.油滴带负电,电量为mgU/d,C,2.如图所示,平行板间形成匀强电场,板间距为d,一带负电的粒子从上板边缘射入,沿直线从下板边缘射出,粒子质量为m,电量为q,下列说法正确的是:A.粒子加速度为零.B.粒子的电势能减少了mgdC.两极板间的电势差为mgd/qD.M板比N板电势高,ACD,三.带电粒子在电场中的加速运动,1.一质量为

5、m,所带电荷量为-q的粒子以速度v0射入两带电平行极板间,如图所示,已知两极板间的电势差为U,距离为d,不计重力,则粒子穿出电场时的速度为:,思考:若粒子从正极板水平射入电场,v0为多大时,粒子恰好到达负极板?,D,2、如图所示,电子由静止开始从A板向B板运动,当到达B板时速度为v,若充完电后断开电源，则A.当增大两极板间距时,v增大B.当减小两极板间距时,v增大C.当减小两极板正对面积时,v不变D.当增大两极板间距时,电子在两极板间运动的时间增大,AD,四.带电粒子在匀强电场中的偏转,Y,类平抛运动,1、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,可判断（）A、b和c同时飞离电场B、在b飞离电场的瞬间，a刚好打在下极板上C、进入电场时，c速度最大，a速度最小D、c的动能增量最小，a和b的动能增量一样大,BCD,2、如图，质量为m、电量为e的电子，从A点以速度v0垂直场强方向射入匀强电场中，从B点射出电场时的速度方向与电场线成120o角，问A、B两点间的电势差是多少？,3.如图所示,两平行金属板之间存在匀强电场,一带电粒子以初动能Ek沿垂直电场线方向入射,飞离电场时动能为初动能的2倍,若同一带电粒子初速度增加一倍,那么,它飞离电场时动能为:A.2EkB