带电粒子在电场中的运动讲解及习题VIP免费

第 1 章静电场第 08 节 带电粒子在电场中的运动 [知能准备] 1．利用电场来改变或控制带电粒子的运动，最简单情况有两种，利用电场使带电粒子________；利用电场使带电粒子________． 2．示波器：示波器的核心部件是_____________，示波管由电子枪、_____________和荧光屏组成，管内抽成真空． [同步导学] 1．带电粒子的加速 (1)动力学分析：带电粒子沿与电场线平行方向进入电场，受到的电场力与运动方向在同一直线上，做加(减)速直线运动，如果是匀强电场，则做匀加(减)速运动． (2)功能关系分析：粒子只受电场力作用，动能变化量等于电势能的变化量． 221qUmv(初速度为零)；2022121qUmvmv 此式适用于一切电场． 2．带电粒子的偏转 (1)动力学分析：带电粒子以速度 v 0 垂直于电场线方向飞入两带电平行板产生的匀强电场中，受到恒定的与初速度方向成 900 角的电场力作用而做匀变速曲线运动 (类平抛运动)． (2)运动的分析方法(看成类平抛运动)： ①沿初速度方向做速度为 v 0 的匀速直线运动． ②沿电场力方向做初速度为零的匀加速直线运动． 例1 如图1—8—1 所示，两板间电势差为 U，相距为 d，板长为 L．—正离子 q 以平行于极板的速度 v 0 射入电场中，在电场中受到电场力而发生偏转，则电荷的偏转距离y 和偏转角 θ 为多少? 解析：电荷在竖直方向做匀加速直线运动，受到的力 F＝Eq＝Uq/d 由牛顿第二定律，加速度 a = F/m = Uq/md 水平方向做匀速运动，由 L = v 0t 得t = L/ v 0 由运动学公式221 ats 可得： UdmvqLLmdUqy202202)v(21 带电离子在离开电场时，竖直方向的分速度：v ⊥dmvqULat0 离子离开偏转电场时的偏转角度θ 可由下式确定：dmvqULvv200Ítan 电荷射出电场时的速度的反向延长线交两板中心水平线上的位置确定：如图所示，设交点P 到右端Q 的距离为x，则由几何关系得：xy/tan 21/2/tan20202dmvqLUdmvUqLyx 点评：电荷好像是从水平线OQ 中点沿直线射出一样， 注意此结论在处理问题时应用很方便． 3．示波管的原理 (1)构造及功能如图l—8—2 所示 ①电子枪：发射并加速电子． ②偏转电极 YY，：使电子束竖直偏转(加信号电压) XX，：使电子束水平偏转(加扫描电压)． ③荧光屏． (2)工作原理(如图1—8—2 所示) 偏转电极 XX，和 YY，不加电压，电子打到屏幕中心；若电压只加 XX，，只有 X 方向偏；...