帶電粒子在電場(chǎng)中的加速

1、預(yù)備知識(shí)：一、帶電粒子一、帶電粒子物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)中的基本粒子。物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)中的基本粒子。 常用：質(zhì)子、電子、氘核、常用：質(zhì)子、電子、氘核、粒子（電荷、質(zhì)粒子（電荷、質(zhì)量量 ）電場(chǎng)中如不特別指明，常常忽略其重力。）電場(chǎng)中如不特別指明，常常忽略其重力。二、帶電微粒：二、帶電微粒： 常見：帶電油滴、帶電塵埃、帶電小球等，其重常見：帶電油滴、帶電塵埃、帶電小球等，其重力不能忽略。力不能忽略。電荷在電場(chǎng)中會(huì)受到電場(chǎng)力的作用，因此在科學(xué)技術(shù)上常用電荷在電場(chǎng)中會(huì)受到電場(chǎng)力的作用，因此在科學(xué)技術(shù)上常用電場(chǎng)來(lái)改變和控制帶電粒子的運(yùn)動(dòng)。電場(chǎng)來(lái)改變和控制帶電粒子的運(yùn)動(dòng)。應(yīng)用大致可分為兩個(gè)方面：應(yīng)用大致可分為兩個(gè)方面：

2、（1 1）利用電場(chǎng)使帶電粒子加速。）利用電場(chǎng)使帶電粒子加速。（2 2）利用電場(chǎng)使帶電粒子偏轉(zhuǎn)。）利用電場(chǎng)使帶電粒子偏轉(zhuǎn)。221mvqu mquv2dUEF帶電粒子的加速帶電粒子的加速1.1.加速過(guò)程時(shí)電場(chǎng)力做正功，加速過(guò)程時(shí)電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的過(guò)程，電勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的過(guò)程，因?yàn)殡妶?chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān)，因?yàn)殡妶?chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān)，所以利用電場(chǎng)加速粒子時(shí)，所以利用電場(chǎng)加速粒子時(shí)，無(wú)所謂電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)還是無(wú)所謂電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)還是非勻強(qiáng)電場(chǎng)。非勻強(qiáng)電場(chǎng)。功和能的關(guān)功和能的關(guān)系系動(dòng)能定理。動(dòng)能定理。 2022121mvmvqU若V0=02.對(duì)勻強(qiáng)電場(chǎng)也可運(yùn)用對(duì)勻強(qiáng)電場(chǎng)也可運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律牛頓運(yùn)動(dòng)

3、定律2.2.圖中圖中A A、B B是一對(duì)平行的金屬板，在兩極板間加上一周期為是一對(duì)平行的金屬板，在兩極板間加上一周期為T T的交變電壓的交變電壓u u ，A A板的電勢(shì)板的電勢(shì)U UA A=O=O，B B板的電勢(shì)隨時(shí)間的變化規(guī)律板的電勢(shì)隨時(shí)間的變化規(guī)律為：在為：在0 0到到T/2T/2的時(shí)間內(nèi)的時(shí)間內(nèi)U UB B=U=U0 0，（，（正的常數(shù)）；在正的常數(shù)）；在T/2T/2到到T T的時(shí)的時(shí)間內(nèi)間內(nèi)U UB B=-U=-U0 0 ，；在，；在T T到到3 3T/2T/2的時(shí)間內(nèi)的時(shí)間內(nèi)U UB B=U=U0 0 ；在；在3 3T/2T/2到到T T的時(shí)間的時(shí)間內(nèi)內(nèi)U UB B=-U=-U0 0

4、 ，現(xiàn)有一電子從，現(xiàn)有一電子從A A板上的小孔進(jìn)入兩板間的電場(chǎng)板上的小孔進(jìn)入兩板間的電場(chǎng)區(qū)內(nèi)設(shè)電子的初速度和重力的影響均可忽略，則區(qū)內(nèi)設(shè)電子的初速度和重力的影響均可忽略，則A A若電子是在若電子是在 t = 0 t = 0 時(shí)進(jìn)入的，它將一直向時(shí)進(jìn)入的，它將一直向B B板運(yùn)動(dòng)板運(yùn)動(dòng)B B若電子是在若電子是在 t =T/8t =T/8時(shí)刻進(jìn)入的，它可能時(shí)而向時(shí)刻進(jìn)入的，它可能時(shí)而向B B板運(yùn)動(dòng)，板運(yùn)動(dòng)， 時(shí)而向時(shí)而向A A板運(yùn)動(dòng)，最后打到板運(yùn)動(dòng)，最后打到B B板上板上C C若電子是在若電子是在 t = 3T/8t = 3T/8時(shí)刻進(jìn)入的，它可能時(shí)而向時(shí)刻進(jìn)入的，它可能時(shí)而向B B板運(yùn)動(dòng)，板運(yùn)動(dòng)，

5、時(shí)而向時(shí)而向A A板運(yùn)動(dòng)，最后打到板運(yùn)動(dòng)，最后打到B B板上板上D D若電子是在若電子是在 t = T t = T 時(shí)刻進(jìn)入的，它可能時(shí)而向時(shí)刻進(jìn)入的，它可能時(shí)而向B B板，時(shí)而板，時(shí)而向向A A板運(yùn)動(dòng)板運(yùn)動(dòng)1如圖所示，如圖所示，A、B為平行金屬板，它們之間的距離為為平行金屬板，它們之間的距離為d，在在A板的缺口板的缺口C的正上方距離為的正上方距離為h的的P處，有一靜止的處，有一靜止的質(zhì)量為質(zhì)量為m帶電量為帶電量為q的液滴從的液滴從P處由靜止開始自由落下，處由靜止開始自由落下，若要使液滴不落在若要使液滴不落在B板上，兩板間場(chǎng)強(qiáng)至少為多大？?jī)砂迳?，兩板間場(chǎng)強(qiáng)至少為多大？?jī)砂彘g的電勢(shì)差至少為多大？板間的電勢(shì)差至少為多大？（1）若保持兩極板間的電壓不變，僅使）若保持兩極板間的電壓不變，僅使A板向上（下）板向上（下）平移一小段距離，其它條件不變，質(zhì)點(diǎn)的