帶電粒子在電場中偏轉(zhuǎn)..ppt

帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn) 東平高級中學(xué)2012 12 q 類平拋運(yùn)動 處理方法 垂直電場方向做勻速直線運(yùn)動 平行電場方向做初速為零的勻加速直線運(yùn)動 qE mg q d l U 2 加速度 1 穿越電場的時間 3 偏轉(zhuǎn)角 4 偏轉(zhuǎn)的距離 6 穿越電場過程中電場力做功 5 飛離電場時的速度 看清入射點(diǎn)和出射點(diǎn) 結(jié)合草圖分析 不必死記 qE t a tan w qE y 分析 對于不同的帶電粒子若以相同的速度射入 則y與 成正比 若以相同的動能射入 則y與 成正比 若經(jīng)相同的電壓U0加速后射入 則y 與m q無關(guān) 隨加速電壓的增大而 隨偏轉(zhuǎn)電壓的增大而 偏轉(zhuǎn)角 偏轉(zhuǎn)的距離 tan 電荷量q 減小 增大 例1 一束電子流在經(jīng)U 5000V的加速電壓加速后 在距兩極板等距離處垂直進(jìn)入平行板間的勻強(qiáng)電場 如圖所示 若兩極板間距離d 1 0cm 板長l 5 0cm 那么 要使電子能從平行板間飛出 兩個極板上最大能加多大電壓 解 當(dāng)電子恰好從上極板的邊緣處飛出時 所加的電壓U 最大 有 代入數(shù)據(jù) 解得 跟蹤訓(xùn)練1 如圖所示 電子從負(fù)極板邊緣垂直射入均強(qiáng)電場 恰好從正極板邊緣飛出 現(xiàn)在若使兩極板間的距離等于原來的2倍 兩極板的電壓保持不變 電子入射的方向和位置不變 且電子仍恰從正極板邊緣飛出 則電子入射速度大小應(yīng)為原來的 A 2倍B 1 2倍C D 2倍 B 例2 一束電子流在U1 500V的電壓作用下得到一定速度后垂直于平行板間的勻強(qiáng)電場飛入兩板間的中央 如圖所示 若平行板間的距離d 1cm 板長l 5cm 問至少在平行板上加多大電壓U2才能使電子不再飛出平行板 解 當(dāng)電子恰好從極板的邊緣處飛出時 所加的電壓U2最小 有 代入數(shù)據(jù) 解得 跟蹤訓(xùn)練2 如圖所示 電子在電勢差為U1的電場中加速后 垂直進(jìn)入電勢差為U2的偏轉(zhuǎn)電場 在滿足電子能射出的條件下 下列四種情況中 一定能使電子的偏轉(zhuǎn)角 變大的是 A U1變大 U2變大B U1變小 U2變大C U1變大 U2變小D U1變小 U2變小 B 例3 如圖所示AB CD為平行金屬板 A B兩板間電勢差為500V C D始終和電源相接 測的其間的場強(qiáng)為104V m 一質(zhì)量為2 5 10 24 電荷量為8 10 16C的帶電粒子 重力不計(jì) 由靜止開始 經(jīng)A B加速后穿過CD發(fā)生偏轉(zhuǎn) 最后打在熒光屏上 已知C D極板長均為4cm 熒光屏距CD右端的距離為3cm 問 1 粒子帶正電還是帶負(fù)電 因?yàn)槌跛俣葹? AB間為勻強(qiáng)電場 粒子在AB間做勻加速直線運(yùn)動 在豎直電場中因?yàn)橛兴匠跛俣?粒子做類平拋運(yùn)動 解 1 粒子帶正電 分析 出電場后 因?yàn)楹贤饬榱?粒子做勻速直線運(yùn)動 2 粒子打在熒光屏上距O點(diǎn)下方多遠(yuǎn)處 解 加速后的速度 水平方向 豎直方向 由圖可知 L V0t V0 V Vy y1 y2 所以y y1 y2 0 02m 3 粒子打在熒光屏上時的動能為多大 解 所以粒子打在熒光屏上動能為 代入數(shù)據(jù)可得 V0 qE y1 由動能定理 V 帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn) d q l 2 y 推論1 帶電粒子從電場中飛出時速度的反向延長線與x方向的交點(diǎn)位于極板的中點(diǎn) 推論2 質(zhì)量和帶電量各不相同的帶電粒子 從靜止出發(fā) 通過相同加速電場 又經(jīng)過相同偏轉(zhuǎn)電場 這些粒子的運(yùn)動軌跡是同一條 偏轉(zhuǎn)距離 偏轉(zhuǎn)角都相同 與q m無關(guān) 加速電場 偏轉(zhuǎn)電場 當(dāng)堂檢測答案 一 偏轉(zhuǎn) 偏轉(zhuǎn)角 偏轉(zhuǎn)的距離 tan 2 氫的三種同位素氕 氘 氚的原子核分別為 它們以相同的初動能垂直進(jìn)入同一勻強(qiáng)電場 離開電場時 末動能最大的是A 氕核B 氘核C 氚核D 一樣大 D 4 如圖所示 有三個q m均相同的電荷組成的一束粒子 從極板左側(cè)中央垂直地射入勻強(qiáng)電場中 最后分成a b c三束 a剛好打在極板的中點(diǎn) b剛好飛出電場 c飛出電場的地方距下板的距離是極板間距的1 4 則下列說法正確的是A a粒子在電場中運(yùn)動的時間與b粒子相同B b的初速度是a粒子的兩倍C C的初速度最大D 在電場中 C的動能變化最多 ABC 5 如圖所示 有一帶電粒子貼著A板沿水平方向射入勻強(qiáng)電場 當(dāng)偏轉(zhuǎn)電壓為U1時 帶電粒子沿 軌跡從兩板正中間飛出 當(dāng)偏轉(zhuǎn)電壓為U2時 帶電粒子沿 軌跡落到B板中間 設(shè)粒子兩次射入電場的水平速度相同 則兩次偏轉(zhuǎn)電壓之比為A U1 U2 1 8B U1 U2 1 4C U1 U2 1 2D U1 U2 1 1 A 二 先加速 再偏轉(zhuǎn) U0 2 偏轉(zhuǎn)位移 1 偏轉(zhuǎn)角的正切 在加速電場中 強(qiáng)調(diào) U0為加速電壓U為偏轉(zhuǎn)電壓 y tan 與電荷無關(guān) 1 帶電粒子經(jīng)加速電場加速后垂直進(jìn)入兩平行金屬板間的偏轉(zhuǎn)電場 要使它離開偏轉(zhuǎn)電場時偏轉(zhuǎn)角增大 可采用的辦法有A 增加帶電粒子的電量B 降低加速電壓C 提高偏轉(zhuǎn)電壓D 減小兩平行板間的距離 當(dāng)堂檢測 BCD 3 質(zhì)子和氦核從靜止開始經(jīng)相同電壓加速后 又垂直于電場方向進(jìn)入一勻強(qiáng)電場 離開偏轉(zhuǎn)電場時 它們側(cè)向偏移量之比和在偏轉(zhuǎn)電場中運(yùn)動的時間之比分別為A 2 1 1B 1 1 1 C 1 2 2 1D 1 4 1 2 B 6 如圖所示 是一個示波管工作的原理圖 電子經(jīng)加速電壓加速后以速度v0垂直電場方向進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場 離開電場時側(cè)移量為h 兩平行板間的距離為d 電勢差為U 板長為l 每單位電壓引起的側(cè)移量h U叫做示波管的靈敏度 為了提高靈敏度 可采用下列哪些方法 A 增加兩板間的電勢差UB 盡可能使板長l做得短些C 盡可能使兩板間的距離d減小些D 使電子的射入速度v0大些 C 三 考慮重力時帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn) 7 質(zhì)量為m 5 10 5kg的帶電粒子以v0 2m s的速度從水平放置的平行金屬板A B的中央飛入板間 如圖所示 已知板長L 10cm 板間距離d 2cm 當(dāng)UAB 103v時 帶電粒子恰好沿中央直線穿過板間 則AB間所加電壓在什么范圍內(nèi)帶電粒子能從板間飛出 mg qE 解 當(dāng)UAB 103v 粒子做勻速直線運(yùn)動 有 Umax Umin mg qE Umin 8 如圖所示 水平放置的平行板電容器 原來兩板不帶電 上極板接地 它的極板長L 0 1m 兩板間距離d 0 4cm 有一束相同微粒組成的帶電粒子流從兩板中央平行極板射入 由于重力作用微粒能落到下板上 已知微粒質(zhì)量為m 2 10 6kg 電量q 1 10 8C 電容器電容為C 10 6F 求 1 為使第一粒子能落點(diǎn)范圍在下板中點(diǎn)到緊靠邊緣的B點(diǎn)之內(nèi) 求微粒入射速度v0范圍 2 以上述速度入射的帶電粒子 最多能有多少落到下極板