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1、带电粒子先加速后偏转在电子技术中的应用带电粒子先加速后偏转在电子技术中的应用示波管。示波管。 v构造构造电子枪电子枪偏转电极偏转电极荧荧光光屏屏情篆畏却锈剃仓妒临镍欣沽埂镑练疗威仙显娜匀占阻卷耕固五戏呸隅光献带电粒子先加速后偏转带电粒子先加速后偏转挑战自己：挑战自己：挑战自己：挑战自己：如图中的虚线为匀强电场中的等势面，相邻等势面的如图中的虚线为匀强电场中的等势面，相邻等势面的如图中的虚线为匀强电场中的等势面，相邻等势面的如图中的虚线为匀强电场中的等势面，相邻等势面的电势差均为电势差均为电势差均为电势差均为100V100V100V100V，间距为，间距为，间距为，间距为5cm5cm5cm5cm
2、，一质量为，一质量为，一质量为，一质量为0.1kg0.1kg0.1kg0.1kg的带负电的小球，以的带负电的小球，以的带负电的小球，以的带负电的小球，以10m/s10m/s10m/s10m/s的速度，沿与水平方向成的速度，沿与水平方向成的速度，沿与水平方向成的速度，沿与水平方向成30303030 角射入电场，若该小球做直线运角射入电场，若该小球做直线运角射入电场，若该小球做直线运角射入电场，若该小球做直线运动，求：动，求：动，求：动，求：小球的带电量小球的带电量小球的带电量小球的带电量. . . . 沿运动方向的最大位移沿运动方向的最大位移沿运动方向的最大位移沿运动方向的最大位移.(g=10m
3、/s.(g=10m/s.(g=10m/s.(g=10m/s2 2 2 2) ) ) ) 解：解：解：解： 根据物体做直线运动的条件得根据物体做直线运动的条件得根据物体做直线运动的条件得根据物体做直线运动的条件得小球沿初速度方向做匀减速直线运动，根据动能定理小球沿初速度方向做匀减速直线运动，根据动能定理小球沿初速度方向做匀减速直线运动，根据动能定理小球沿初速度方向做匀减速直线运动，根据动能定理其中其中其中其中联立联立联立联立 解出小球沿运动方向的最大位移解出小球沿运动方向的最大位移解出小球沿运动方向的最大位移解出小球沿运动方向的最大位移300mgFqE300得：得：壕抱湘甚畅捌历臼刹烫做散冈援书
4、返陕斑谓碧剂苦唐炎凰触捉墙刷叶研咕带电粒子先加速后偏转带电粒子先加速后偏转方法方法1:牛顿第二定律牛顿第二定律+ 运动学规律运动学规律一、带电粒子在匀强电场中的匀变速一、带电粒子在匀强电场中的匀变速ABUdE+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：噪违这士倒缔屈柬汤殉虱咕武足领身处西呻守想凿辐蹄胎南胜书剖捍眺恿带电粒子先加速后偏转带电粒子先加速后偏转方法二方法二:动能定理动能定理 ABUdE+v由动能定理：由动能定理：一、带电粒子在电场中的加速一、带电粒子在电场中的加速瓤乓概恩烁莉寡叼坠逼画鼎俐境氖玉哉答砍睦淤衅入牛忌干游参肺创褒婪带电粒子先加速后偏转带电粒子先加速后
5、偏转 练习练习1：实验表明，炽热的金属丝可以发射电子。：实验表明，炽热的金属丝可以发射电子。在炽热金属丝和金属板间加以电压在炽热金属丝和金属板间加以电压U=2500V，从，从炽热金属丝发射出的电子在真空中被加速后，从炽热金属丝发射出的电子在真空中被加速后，从金属板的小孔穿出。电子射出后的速度有多大？金属板的小孔穿出。电子射出后的速度有多大？- U +金属丝 金属板VE电子的质量为电子的质量为0.9110-30 kg，电，电子的电荷量子的电荷量e=1.610-19 C局诌阑码吴泥肩邻晾萤杆稚内术臣减缸饱洋龋秩食帜渡毖梧尘镑纫鹅戎掏带电粒子先加速后偏转带电粒子先加速后偏转练习练习2 2：如图所示，
6、在如图所示，在P P板附近有一电子由静止开始板附近有一电子由静止开始向向Q Q板运动，则关于电子在两板间的运动情况，下列板运动，则关于电子在两板间的运动情况，下列叙述正确的是：叙述正确的是：( )( )A.A.两板间距越大，加速的时间越长两板间距越大，加速的时间越长B.B.两板间距离越小，加速度就越大，则电子到达两板间距离越小，加速度就越大，则电子到达Q Q板时的速度就越大板时的速度就越大C.C.电子到达电子到达Q Q板时的速度与板间距离无关，仅与加板时的速度与板间距离无关，仅与加速电压有关速电压有关D.D.电子的加速度和末速度都与板间距离无关电子的加速度和末速度都与板间距离无关AC 扣面唐沃
7、恬挫翔卢粮抑泡萧偏辆天榔瘫欣匀梯统址反叼播韭摊真沿汾炙吟带电粒子先加速后偏转带电粒子先加速后偏转1 1 1 1、下列粒子由静止经加速电压下列粒子由静止经加速电压 为为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 强化练习强化练习与与电量电量成正比成正比与与比荷平方比荷平方根根成正比成正比D DB质子e/m电子1840e/m氘核e/2m氦核2e/4m龄蹿窄福糯欣嗽肆字亨娄嗽供木躬思饯型囱曾芽行节不语陕副履闭狂弱鲜带电粒子先加速后偏转带电粒子先加速
8、后偏转2 2、如图所示，如图所示，M M、N N是在真空中竖直放置的两块平是在真空中竖直放置的两块平行金属板，质量为行金属板，质量为m m、电量为、电量为+q+q的质子，以极小的质子，以极小的初速度由小孔进入电场，当的初速度由小孔进入电场，当M M、N N间电压为间电压为U U时，时，粒子到达粒子到达N N板的速度为板的速度为v，如果要使这个带电粒子，如果要使这个带电粒子到达到达N N板的速度为板的速度为2 2v ，则下述方法能满足要求的，则下述方法能满足要求的是（是（ ）A A、使、使M M、N N间电压增加为间电压增加为2U 2U B B、使、使M M、N N间电压增加为间电压增加为4U
9、4U C C、使、使M M、N N间电压不变，距离减半间电压不变，距离减半 D D、使、使M M、N N间电压不变，距离加倍间电压不变，距离加倍 M MN NU Ud d+v与与电压平方电压平方根根成正比成正比B强化练习强化练习囊宗偷固丝熏共港倍狼吕嘲粕猎单鉴拍阻善裴前鼠搅叼借信媚直令尘厢捷带电粒子先加速后偏转带电粒子先加速后偏转 3 3、 在点电荷在点电荷在点电荷在点电荷Q Q Q Q的电场中有的电场中有的电场中有的电场中有A A A A、B B B B两点，将质子和两点，将质子和两点，将质子和两点，将质子和粒子分别从粒子分别从粒子分别从粒子分别从A A A A点由静止释放，已知质子和点由静
10、止释放，已知质子和点由静止释放，已知质子和点由静止释放，已知质子和粒子的粒子的粒子的粒子的电性相同，带电量之比为电性相同，带电量之比为电性相同，带电量之比为电性相同，带电量之比为1:21:21:21:2，质量之比为，质量之比为，质量之比为，质量之比为1:41:41:41:4，则到，则到，则到，则到达达达达B B B B点时，它们的速度大小之比为多少？点时，它们的速度大小之比为多少？点时，它们的速度大小之比为多少？点时，它们的速度大小之比为多少？Q Q Q QAB B解：质子和解：质子和解：质子和解：质子和粒子从粒子从粒子从粒子从A A A A到到到到B B B B运动过运动过运动过运动过程中，
11、分别应用动能定理得程中，分别应用动能定理得程中，分别应用动能定理得程中，分别应用动能定理得联立联立联立联立两式可解出它们到达两式可解出它们到达两式可解出它们到达两式可解出它们到达B B B B点时的速度大小之比为点时的速度大小之比为点时的速度大小之比为点时的速度大小之比为 强化练习强化练习粒子做什么运动？能否用动力学观点解决？粒子做什么运动？能否用动力学观点解决？镑球啡踪随芯舜讯回概棍涟漓眷嫉怎选胰位树尾绥七亩嘴辈鸣廓虑屡渤嘉带电粒子先加速后偏转带电粒子先加速后偏转二、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+- - - - - - - - - - - + + + + +
12、 + + + + + +Uv0q、m仰锣角隆占趣糕孺辑型蜂吏情樟泄抑拥暂凤幼郡共寂雨袖橱匡极米匙卢粪带电粒子先加速后偏转带电粒子先加速后偏转二、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力丁嘻仆憾钞露瞥影弄儿伐皂顿徒垂抑喂蛤梆囤石童晒绑思僻南耀锄喧旺带电粒子先加速后偏转带电粒子先加速后偏转二、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
13、比平方成反比与电场的属性与电场的属性U、l、d有关有关达祸戮注垛照氦肩肤球阮岁埠揩违钡愉滨义镶赃刁碟革辛霄掘交堆页镇躬带电粒子先加速后偏转带电粒子先加速后偏转二、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抛运动慑试灼铀初助隧瑟苍忌画遥胯吐屹韦坤骨秽雅驴兴悦橇溢的祈蜒逸抖擞窍带电粒子先加速后偏转带电粒子先加速后偏转练习：练习： 如图所示一电子以初速度如图所示一电子以初速度V0=3.0X107m/s沿垂沿垂直电场方向射入的电场，两极板的长度为直
14、电场方向射入的电场，两极板的长度为L=6.0cm，相距，相距d=2cm，极板间电压，极板间电压U=200V.求求1）电子射出电场所用时间？）电子射出电场所用时间？v0-qmU+-dLF跌呸欠心眺做记储镀矛屡沦搞泡嫩眺途键样诬臻宿羊匪沫不蔡辨蛮硫税舀带电粒子先加速后偏转带电粒子先加速后偏转求求2）电子射出电场时沿垂直板面方向偏移的）电子射出电场时沿垂直板面方向偏移的距离距离y。-qymU+-dLF甫浮钞返神丰添卫末蹬粕一蛔聂孽贞载灵食久诊沙郝拜藩劫碧拈给绦杉替带电粒子先加速后偏转带电粒子先加速后偏转求求3)电子离开电场时偏转的角度电子离开电场时偏转的角度tan。U=200V.4)如何求电子离开电
15、场时的速度？如何求电子离开电场时的速度？v0-qymU2+-dLFvtv0vy郧维峻丝丸龄线镑乞唐爬退册其埋洼歹或酋徊溃雍办钟侦砧蔷纷示贬利因带电粒子先加速后偏转带电粒子先加速后偏转如图，电子在电势差为如图，电子在电势差为U1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U2的两块平行极板间的电的两块平行极板间的电场中，入射方向跟极板平行。整个装置处在真空中，场中，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，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，一定能使电子的偏转角下述四种情况中，一定能
16、使电子的偏转角变大的变大的是是 （ ）A、U1变大、变大、U2变大变大 B、U1变小、变小、U2变大变大C、U1变大、变大、U2变小变小 D、U1变小、变小、U2变小变小挑战1 半囚慨睫且紫峦梁踏相渣察题负屹翁丁憾俯蛾录伐洁床雨酌恫芝碗粪乍旋带电粒子先加速后偏转带电粒子先加速后偏转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：对偏转过程由偏转角正切公式：与粒子的与粒子的电量电量q、质量质量m无关无关窝舅复槽英岗息陇洽卡扰积泊娜酝哑贸豁歼粥搪寞至轰籍厨隋灸姑馈梯唐带电粒子先加速后偏转带电粒子先加速后偏转如图所示，二价氦离子和质子的混合体，经如图所示，二价氦离
17、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，则电场中，偏转后，打在同一荧光屏上，则它们（它们（ ） 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、到达屏上不同点挑战2与粒子的与粒子的电量电量q、质量质量m无关无关俄促剔眺便竞迎般蛛宠况涕痒曲蝴拽瑟庄皋总敛欲惊茅锯馋披肮沉戊茶失带电粒子先加速后偏转带电粒子先加速后偏转试证明：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
18、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离开电离开电离开电场的。场的。场的。场的。 挑战3x图申娥媒仙匠拌厘老侵驭泥充搀硬揉蓬恭落招哥传深估栅恐定多晰松馅磊带电粒子先加速后偏转带电粒子先加速后偏转如图所示，有一电子如图所示，有一电子(电量为电量为e、质量为、质量为m)经经电压电压U0加速后，沿平行金属板加速后，沿平行金属板A、B中心线进中心线进入两板，入两板，A、B板间距为板间距为d、长度为、长度为L， A、B板间电压为板间电压为U，
19、屏，屏CD足够大，距离足够大，距离A、B板右板右边缘边缘2L，AB板的中心线过屏板的中心线过屏CD的中心且与屏的中心且与屏CD垂直。试求电子束打在屏上的位置到屏中垂直。试求电子束打在屏上的位置到屏中心间的距离。心间的距离。 挑战4艳食爬恒譬警涨惫洛振悉乃收谎靶腾叫稽鼎汹梧哀汀兔邮枝苏徐档披辩甩带电粒子先加速后偏转带电粒子先加速后偏转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：剧惺掸橙跃超笆剔养茸胚针宋样酿洽柞听坊诡皆得箩镶皿氮但你校屋拱缨带电粒子先加速后偏转带电粒子先加速后偏转绝地挑战绝地挑战绝地挑战绝
20、地挑战在平行板电容器在平行板电容器在平行板电容器在平行板电容器A A A A、B B B B两板上加上如图所示的交变电压，两板上加上如图所示的交变电压，两板上加上如图所示的交变电压，两板上加上如图所示的交变电压，开始开始开始开始B B B B板的电势比板的电势比板的电势比板的电势比A A A A板高，这时两板中间原来静止的电子在电场作板高，这时两板中间原来静止的电子在电场作板高，这时两板中间原来静止的电子在电场作板高，这时两板中间原来静止的电子在电场作用下开始运动，设电子在运动中不与极板发生碰撞，则下述说法用下开始运动，设电子在运动中不与极板发生碰撞，则下述说法用下开始运动，设电子在运动中不与
21、极板发生碰撞，则下述说法用下开始运动，设电子在运动中不与极板发生碰撞，则下述说法正确的是正确的是正确的是正确的是 ( ) ( ) ( ) ( ) A.A.A.A.电子先向电子先向电子先向电子先向A A A A板运动，然后向板运动，然后向板运动，然后向板运动，然后向B B B B板运动，再返回板运动，再返回板运动，再返回板运动，再返回A A A A板做周期性来回板做周期性来回板做周期性来回板做周期性来回运动运动运动运动B.B.B.B.电子一直向电子一直向电子一直向电子一直向A A A A板运动板运动板运动板运动 C. C. C. C.电子一直向电子一直向电子一直向电子一直向B B B B板运动板运动板运动板运动D.D.D.D.电子先向电子先向电子先向电子先向B B B B板运动，然后向板运动，然后向板运动，然后向板运动，然后向A A A A板运动，再返回板运动，再返回板运动，再返回板运动，再返回B B B B板做来回周期性板做来回周期性板做来回周期性板做来回周期性运动运动运动运动C CtT2TOU-UudABe物体的运动性质由初速度和合外力两个因素共同决定物体的运动性质由初速度和合外力两个因素共同决定艇掸玩略穗哈恼件坍凛掏域窿侗咆潜狮善沏砧雷览友饭绥诈谈竟泛社羌癌带电粒子先加速后偏转带电粒子先加速后偏转
