帶電粒子在電場(chǎng)中課件

1.9帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)J2459學(xué)生示波器陰極射線管結(jié)構(gòu)示意圖1.9帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)J2459學(xué)生示波器陰極射線管1儀器名稱：示波器

型號(hào)：COS5100系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，數(shù)以10億計(jì)的電子就將從這條加速管中以接近光速?zèng)_進(jìn)儲(chǔ)存環(huán)中發(fā)生碰撞北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)加速器的起點(diǎn)

儀器名稱：示波器

型號(hào)：COS5100系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，數(shù)以121牛頓第二定律的表達(dá)式？2動(dòng)能定理的表達(dá)式？3平拋運(yùn)動(dòng)的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。4電場(chǎng)力做功的計(jì)算公式？復(fù)習(xí)提問：1牛頓第二定律的表達(dá)式？2動(dòng)能定理的表達(dá)式？3平拋運(yùn)動(dòng)的相關(guān)33、某些帶電體是否考慮重力，要根據(jù)題目暗示或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來判定電場(chǎng)中的帶電粒子一般可分為兩類：1、帶電的基本粒子：如電子，質(zhì)子，α粒子，正負(fù)離子等。這些粒子所受重力和電場(chǎng)力相比小得多，除非有說明或明確的暗示以外，一般都不考慮重力。（但并不能忽略質(zhì)量）。2、帶電微粒：如帶電小球、液滴、塵埃等。除非有說明或明確的暗示以外，一般都考慮重力。3、某些帶電體是否考慮重力，要根據(jù)題目暗示或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來判定電4一、帶電粒子的平衡：

若帶電粒子在電場(chǎng)中所受合力為零時(shí)，即∑F＝0時(shí)，粒子將保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

例：帶電粒子在電場(chǎng)中處于靜止?fàn)顟B(tài)，該粒子帶正電還是負(fù)電?

分析：帶電粒子處于靜止?fàn)顟B(tài)，∑F=0，Eq=mg，因?yàn)樗苤亓ωQ直向下，所以所受電場(chǎng)力必為豎直向上。又因?yàn)閳?chǎng)強(qiáng)方向豎直向下，所以（圖一）帶電粒子帶負(fù)電，（圖二）帶電粒子帶正電。

EqmgEqmg(圖一）（圖二）一、帶電粒子的平衡：若帶電粒子在電場(chǎng)中所受合力5二、帶電粒子在電場(chǎng)中的加速ABUE+Fv

如圖三所示，在真空中有一對(duì)平行金屬板，由于接上電池組而帶電，兩板間的電勢(shì)差為U。若一個(gè)質(zhì)量為m，帶正電荷q的粒子，在靜電力作用下由正極板向負(fù)極板運(yùn)動(dòng)，計(jì)算它到達(dá)負(fù)極板時(shí)的速度。1、受力分析:

水平向右的電場(chǎng)力F＝Eq=qU/d2、運(yùn)動(dòng)分析:初速度為零，加速度為a=qU/md的向右勻加速直線運(yùn)動(dòng)。解法一運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)求解解法二運(yùn)用能量知識(shí)求解粒子加速后的速度只與加速電壓有關(guān)二、帶電粒子在電場(chǎng)中的加速ABUE+Fv如圖三6思考題如兩極板間不是勻強(qiáng)電場(chǎng)該用何種方法求解？為什么？

由于電場(chǎng)力做功與場(chǎng)強(qiáng)是否勻強(qiáng)無關(guān)，與運(yùn)動(dòng)路徑也無關(guān)，第二種方法仍適用！總結(jié)：帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中受力情況：受到恒定的電場(chǎng)力運(yùn)動(dòng)情況：做勻變速運(yùn)動(dòng)解題方法：1、動(dòng)力學(xué)方法2、功能法思考題如兩極板間不是勻強(qiáng)電場(chǎng)該用何種方法求解？為什么7

例題1：實(shí)驗(yàn)表明，熾熱的金屬絲可以發(fā)射電子。在熾熱金屬絲和金屬板間加以電壓U=2500V，從熾熱金屬絲發(fā)射出的電子在真空中被加速后，從金屬板的小孔穿出。電子射出后的速度有多大？設(shè)電子剛從金屬絲射出時(shí)的速度為零。解：由動(dòng)能定理可得代入數(shù)據(jù)得：v=3×若初速度不為零到達(dá)負(fù)板時(shí)的速度有多大？例題1：實(shí)驗(yàn)表明，熾熱的金屬絲可以發(fā)射電子。在熾熱金屬絲8

結(jié)論：由于電場(chǎng)力做功與場(chǎng)強(qiáng)是否勻強(qiáng)無關(guān)，與運(yùn)動(dòng)路徑也無關(guān)，所以在處理電場(chǎng)對(duì)帶電粒子的加速問題時(shí)，一般都是利用動(dòng)能定理進(jìn)行處理。結(jié)論：由于電場(chǎng)力做功與場(chǎng)強(qiáng)是否勻強(qiáng)無關(guān)，與運(yùn)動(dòng)路徑也無關(guān)，9練習(xí)1：如圖所示，在P板附近有一電子由靜止開始向Q板運(yùn)動(dòng)，則關(guān)于電子在兩板間的運(yùn)動(dòng)情況，下列敘述正確的是：()A.兩板間距越大，加速的時(shí)間越長(zhǎng)B.兩板間距離越小，加速度就越大，則電子到達(dá)Q板時(shí)的速度就越大C.電子到達(dá)Q板時(shí)的速度與板間距離無關(guān)，僅與加速電壓有關(guān)D.電子的加速度和末速度都與板間距離無關(guān)AC

練習(xí)1：如圖所示，在P板附近有一電子由靜止開始10練習(xí)２：如圖從F處釋放一個(gè)無初速度電子向B板方向運(yùn)動(dòng),指出下列對(duì)電子運(yùn)動(dòng)描述中,正確的是(設(shè)電源電動(dòng)勢(shì)均為U)()FADCBA.電子到達(dá)B板時(shí)的動(dòng)能是UeB.電子從B板到達(dá)C板時(shí)動(dòng)能的變化量為零C.電子到達(dá)D板時(shí)動(dòng)能為UeＤ.電子在Ａ板與Ｄ板間作往返運(yùn)動(dòng)ＡＢＤ練習(xí)２：如圖從F處釋放一個(gè)無初速度電子向B板方向運(yùn)動(dòng),指11

練習(xí)3：如圖所示，水平放置的A、B兩平行板相距h，上板A帶正電。現(xiàn)有質(zhì)量為m，帶電量為+q的小球在B板下方距離為H處，以初速度V0豎直向上從B板小孔進(jìn)入板間電場(chǎng)，欲使小球剛好打到A板，A、B間電勢(shì)差UAB應(yīng)為多少？hABV0H解：將動(dòng)能定理用于運(yùn)動(dòng)全過程，由W=△Ek得-mg(H+h)-qUAB=0-mV2012整理可得UAB=m〔V2-2g(H+h)〕2q練習(xí)3：如圖所示，水平放置的A、B兩平行板相12ld+-----------+++++++++Uv0q、m三.帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)如圖所示，在真空中水平放置一對(duì)金屬板Y和Y’，板間距離為d。在兩板間加以電壓U，一電荷量為q質(zhì)量為m的帶電粒子從極板中央以水平速度v0射入電場(chǎng)。試分析帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)情況。(不計(jì)粒子的重力)ld+--------13實(shí)驗(yàn)錄像：用陰極射線管演示帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)錄像：用陰極射線管演示帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)141.受力分析：粒子受到豎直向下的靜電力F＝Eq=qU/d。2.運(yùn)動(dòng)規(guī)律分析:粒子作類平拋運(yùn)動(dòng)。x方向：勻速直線運(yùn)動(dòng)y

v0vy

Fv++++++------v0Y

dUY′

qL類平拋運(yùn)動(dòng)Y方向：加速度為的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。1.受力分析：粒子受到豎直向下的靜電力F＝Eq=qU/d。215ld+--------+++++++++Uv0q、mF+vv0vyyθ偏轉(zhuǎn)角側(cè)移距離試根據(jù)類平拋運(yùn)動(dòng)的知識(shí)，推導(dǎo)偏移距離y和偏轉(zhuǎn)角θld+--------163、飛行時(shí)間：4、側(cè)移距離：與粒子比荷q/m成正比與粒子初速度v0平方成反比與電場(chǎng)的屬性U、l、d有關(guān)5、偏轉(zhuǎn)角：與粒子比荷q/m成正比與粒子初速度v0平方成反比與電場(chǎng)的屬性U、l、d有關(guān)3、飛行時(shí)間：4、側(cè)移距離：與粒子比荷q/m成正比與粒子初速176.帶電粒子離開電場(chǎng)時(shí)速度大小方法②:根據(jù)動(dòng)能定理求解法①:根據(jù)速度合成求解6.帶電粒子離開電場(chǎng)時(shí)速度大小方法②:根據(jù)動(dòng)能定理求解法①:187、偏轉(zhuǎn)模型的推論推論⑴：帶電粒子垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，離開電場(chǎng)時(shí),粒子好象是從入射線中點(diǎn)直接射出來的。

θx7、偏轉(zhuǎn)模型的推論推論⑴：帶電粒子垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，離開電場(chǎng)19θxα推論（2）：速度偏向角θ和位移偏向角α的關(guān)系θxα推論（2）：速度偏向角θ和位移偏向角α的關(guān)系20vovv┴θvovv┴θ21解：電子以vo在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)沿平行于版面方向勻速運(yùn)動(dòng)所以有：L=vot①電子射出電場(chǎng)時(shí)，在垂直于板面方向偏移的距離為：y=at2/2②粒子在垂直于板面方向的加速度：a=F/m=eE/m=eU/md③由①②③得：④代入數(shù)據(jù)得：y=0.36m即電子射出時(shí)沿垂直于板面方向偏離0.36m電子射出電場(chǎng)時(shí)沿板面方向的速度不變?nèi)詾関o，而垂直于板面方向的速度：⑤故電子離開電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)θ角為：⑥代入數(shù)據(jù)得：θ=6.8°解：電子以vo在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)22練習(xí)4、三個(gè)電子在同一地點(diǎn)沿同一直線垂直飛入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，如圖所示。則由此可判斷（）A、b和c同時(shí)飛離電場(chǎng)B、在b飛離電場(chǎng)的瞬間，a剛好打在下極板上C、進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)，c速度最大，a速度最小D、c的動(dòng)能增量最小，

a和b的動(dòng)能增量一樣大

BCD練習(xí)4、三個(gè)電子在同一地點(diǎn)沿同一直線垂直飛入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，如圖所23析與解析與解24++++++------φvv0vy+_U1U2v0L-qm三、加速和偏轉(zhuǎn)一體y如圖，質(zhì)量為m，帶負(fù)電q的粒子，在靜電力作用下，由靜止開始，經(jīng)過加速電壓U1加速后進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)U2，試求：（1）偏移的距離y？（2）偏移的角度？++++++------φvv0vy+_U1U2v0L-25側(cè)移、偏轉(zhuǎn)角大小與粒子q，m無關(guān)，隨加速電壓的增大而減小，隨偏轉(zhuǎn)電壓的增大而增大。側(cè)移、偏轉(zhuǎn)角大小與粒子q，m無關(guān)，隨加速電壓的增大而減小，26例3、讓一價(jià)氫離子、一價(jià)氦離子和二價(jià)氦離子的混合物經(jīng)過同一加速電場(chǎng)由靜止開始加速，然后在同一偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)里偏轉(zhuǎn)，在通過加速電場(chǎng)時(shí)獲得的動(dòng)能是否相同？通過偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)，它們是否會(huì)分為三股？請(qǐng)說明理由。答案：通過加速電場(chǎng)時(shí)獲得的動(dòng)能Ek=qU,加速電壓相同，二價(jià)氦離子電荷量最大，所以二價(jià)氦離子獲得動(dòng)能最大。粒子的偏轉(zhuǎn)量和偏轉(zhuǎn)角由加速電場(chǎng)和偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)決定，所以三種粒子不可能分開為三股。例3、讓一價(jià)氫離子、一價(jià)氦離子和二價(jià)氦離子的混合物經(jīng)過同一加27練習(xí)5、如圖所示，有一電子(電量為e、質(zhì)量為m)經(jīng)電壓U0加速后，沿平行金屬板A、B中心線進(jìn)入兩板，A、B板間距為d、長(zhǎng)度為L(zhǎng)，A、B板間電壓為U，屏CD足夠大，距離A、B板右邊緣2L，AB板的中心線過屏CD的中心且與屏CD垂直。試求電子束打在屏上的位置到屏中心間的距離。練習(xí)5、如圖所示，有一電子(電量為e、質(zhì)量為m)經(jīng)電壓U0加28析與解電子離開電場(chǎng)，就好象從中點(diǎn)沿直線離開的：θ對(duì)加速過程由動(dòng)能定理：析與解電子離開電場(chǎng)，就好象從中點(diǎn)沿直線離開的：θ對(duì)加速過程由29五、示波器的原理1.示波器作用：是一種用來觀察電信號(hào)隨時(shí)間變化的電子儀器。2.它的核心部件是示波管：由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成，管內(nèi)抽成真空。五、示波器的原理1.示波器作用：是一種用來觀察電信號(hào)隨時(shí)間變30產(chǎn)生高速飛行的電子束待顯示的電壓信號(hào)鋸齒形掃描電壓使電子沿Y方向偏移使電子沿x方向偏移3、示波管的原理產(chǎn)生高速飛行的電子束待顯示的電壓信號(hào)鋸齒形掃描電壓使電子沿Y31已知：U1、l、YY?偏轉(zhuǎn)電極的電壓U2、板間距d、板端到熒光屏的距離L。求：電子射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的偏向角正切值tanφ及打到屏上電子的偏移量y?。偏移量與YY?偏轉(zhuǎn)電極的電壓Uy成正比。同理3.原理已知：U1、l、YY?偏轉(zhuǎn)電極的電壓U2、板間距d、板端321）、如果在電極XX’之間不加電壓，而在YY’之間加不變電壓，使Y的電勢(shì)比Y’高，電子將打在熒光屏的什么位置？電子沿Y方向向上偏移4、示波器的工作情況若兩偏轉(zhuǎn)電極間都不加偏轉(zhuǎn)電壓，則電子束將打在熒光屏的中心UytO1）、如果在電極XX’之間不加電壓，而在YY’之間加不變電壓33帶電粒子在電場(chǎng)中課件342）、如果在電極XX’之間不加電壓，而在YY’之間加不變電壓，使Y’的電勢(shì)比Y高，電子將打在熒光屏的什么位置？電子沿Y方向向下偏移UytO2）、如果在電極XX’之間不加電壓，而在YY’之間加不變電壓353）、如果在電極YY’之間不加電壓，但在XX’之間加不變電壓，使X的電勢(shì)比X’高，電子將打在熒光屏的什么位置？電子沿X方向向里偏移UxtO3）、如果在電極YY’之間不加電壓，但在XX’之間加不變電364）、如果在電極YY’之間不加電壓，但在XX’之間加不變電壓，使X’的電勢(shì)比X高，電子將打在熒光屏的什么位置？電子沿X方向向外偏移UxtO4）、如果在電極YY’之間不加電壓，但在XX’之間加不變電37UXt掃描電壓若在ＸＸ′上所加的電壓為特定的周期性變化電壓則亮斑在水平方向來回運(yùn)動(dòng)－－掃描，如果掃描電壓變化很快，亮斑看起來為一條水平的亮線．示波器圖象YY’X’XUXt掃描電壓若在ＸＸ′上所加的電壓為特定的周期性變化電壓則38UxtO要想增加X軸方向掃描線的寬度，怎么辦？UxtO要想增加X軸方向掃描線的寬度，怎么辦？395）、如果在電極XX’之間不加電壓，但在YY’之間加如圖所示的交變電壓，在熒光屏上會(huì)看到什么圖形？0<t<t1電子沿Y方向向上偏移5）、如果在電極XX’之間不加電壓，但在YY’之間加如圖所示406）、如果在電極XX’之間不加電壓，但在YY’之間加如圖所示的交變電壓，在熒光屏上會(huì)看到什么圖形？t1<t<t2電子沿Y方向向下偏移6）、如果在電極XX’之間不加電壓，但在YY’之間加如圖所示41如果在XX’之間不加電壓,而在YY’之間所加的電壓按圖所示的規(guī)律隨時(shí)間變化，在熒光屏?xí)吹绞裁磮D形？YY’X’y′隨信號(hào)電壓同步變化，但由于視覺暫留和熒光物質(zhì)的殘光特性，只能看到一條豎直的亮線X示波器圖象如果在XX’之間不加電壓,而在YY’之間所加的電壓按圖所示42UytO電子在極板間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間極短，可認(rèn)為此瞬間極板間電壓不變UytO電子在極板間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間極短，可認(rèn)為此瞬間極板間電壓不437）、如果在YY’之間加如圖所示的交變電壓，同時(shí)在XX’之間加不變電壓，使X的電勢(shì)比X’高，在熒光屏上會(huì)看到什么圖形？0<t<t1電子沿Y方向向上偏，沿X方向向里偏7）、如果在YY’之間加如圖所示的交變電壓，同時(shí)在XX’之間448）、如果在YY’之間加如圖所示的交變電壓，同時(shí)在XX’之間加不變電壓，使X的電勢(shì)比X’高，在熒光屏上會(huì)看到什么圖形？t1<t<t2電子沿Y方向向下偏，沿X方向向里偏8）、如果在YY’之間加如圖所示的交變電壓，同時(shí)在XX’之間459）、如果在YY’之間加如圖所示的交變電壓，同時(shí)在XX’之間加不變電壓，使X’的電勢(shì)比X高，在熒光屏上會(huì)看到什么圖形？電子沿Y方向向上向下偏，沿X方向向外偏9）、如果在YY’之間加如圖所示的交變電壓，同時(shí)在XX’之間4610）、如果在YY’之間加如圖所示的交變電壓，同時(shí)在XX’之間加鋸齒形掃描電壓，在熒光屏上會(huì)看到什么圖形？XYOABCDEFABCDEFABOCt1DEFt210）、如果在YY’之間加如圖所示的交變電壓，同時(shí)在XX’之47UxtO滿足什么條件才能得到穩(wěn)定正確的波形？UytOTT2TT/2T掃=NT顯示出的信號(hào)完整波形個(gè)數(shù)由什么決定？NUxtO滿足什么條件才能得到穩(wěn)定正確的波形？UytOTT2T48

例6

如圖是示波管的原理圖，它是由電子槍、豎直偏轉(zhuǎn)電極YY′、水平偏轉(zhuǎn)電極XX′和熒光屏組成，電子槍發(fā)射的電子打在熒光屏上將出現(xiàn)亮點(diǎn)，若亮點(diǎn)很快移動(dòng)，由于視覺暫留原因，能在熒光屏上看到一條亮線。

（1）如果只在偏轉(zhuǎn)電極YY′上加上如圖②所示的電壓Uy=Umsinωt，在熒光屏圖③上畫出所觀察到的亮線的形狀（設(shè)T很?。?）如果只在偏轉(zhuǎn)電極XX′上加上圖④所示電壓，試在圖⑤上畫出所觀察到的亮線的形狀。（3）如果在YY′和XX′上同時(shí)加上上述電壓，試在圖⑥上畫出所觀察到的亮線的形狀。例6如圖是示波管的原理圖，它是由電子槍、49例7、一束電子流在經(jīng)U＝5000V的加速電壓加速后，在距兩極板等距處垂直進(jìn)入平行板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)，如圖所示，若兩板間距d＝1.0cm，板長(zhǎng)l＝5.0cm，那么，要使電子能從平行板間飛出，兩個(gè)極板上最多能加多大電壓？例7、一束電子流在經(jīng)U＝5000V的加速電壓加速后，在距兩極50答案：400V解析：在加速電壓一定時(shí)，偏轉(zhuǎn)電壓U′越大，電子在極板間的偏距就越大．當(dāng)偏轉(zhuǎn)電壓大到使電子剛好擦著極板的邊緣飛出，此時(shí)的偏轉(zhuǎn)電壓，即為題目要求的最大電壓．加速過程，由動(dòng)能定理得：進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，電子在平行于板面的方向上做勻速運(yùn)動(dòng)l＝v0t②在垂直于板面的方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度答案：400V51

＝4.0×102V即，要使電子能飛出，所加電壓最大為400V.點(diǎn)評(píng)：①此題是典型的帶電粒子的加速和偏轉(zhuǎn)的綜合應(yīng)用題．解決此類問題要注意加速與偏轉(zhuǎn)的前后聯(lián)系，使關(guān)系式簡(jiǎn)化．②注意恰好飛出的臨界條件.帶電粒子在電場(chǎng)中課件52五、課堂小結(jié)：一、帶電粒子的平衡二、帶電粒子的加速三、帶電粒子的偏轉(zhuǎn)四、示波管的原理小結(jié)從動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)角度分析從做功和能量的角度分析類似平拋運(yùn)動(dòng)的分析方法粒子在與電場(chǎng)垂直的方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)粒子在與電場(chǎng)平行的方向上做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)

側(cè)移距離和偏轉(zhuǎn)角：五、課堂小結(jié)：一、帶電粒子的平衡二、帶電粒子的加速三、帶電粒531、如圖所示，M、N是在真空中豎直放置的兩塊平行金屬板，質(zhì)量為m、電量為+q的質(zhì)子，以極小的初速度由小孔進(jìn)入電場(chǎng)，當(dāng)M、N間電壓為U時(shí)，粒子到達(dá)N板的速度為v，如果要使這個(gè)帶電粒子到達(dá)N板的速度為2v，則下述方法能滿足要求的是（）

A、使M、N間電壓增加為2U

B、使M、N間電壓增加為4U

C、使M、N間電壓不變，距離減半

D、使M、N間電壓不變，距離加倍MNUd+v與電壓平方根成正比B強(qiáng)化練習(xí)1、如圖所示，M、N是在真空中豎直放置的兩塊平行金屬板，質(zhì)量542、如圖所示的電場(chǎng)中有A、B兩點(diǎn)，A、B的電勢(shì)差UAB＝100V，一個(gè)質(zhì)量為m=2.0×10-12kg、電量為q=-5.0×10-8C的帶電粒子，以初速度v0=3.0×103m/s由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，求粒子到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速率。（不計(jì)粒子重力）A-v0Bq為負(fù)強(qiáng)化練習(xí)2、如圖所示的電場(chǎng)中有A、B兩點(diǎn)，A、B的電勢(shì)差UAB＝10553、質(zhì)量為m、帶電量為q的粒子以初速度v從中線垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，剛好離開電場(chǎng)，它在離開電場(chǎng)后偏轉(zhuǎn)角正切為0.5，則下列說法中正確的是A、如果偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電壓為原來的一半，則粒子離開電場(chǎng)后的偏轉(zhuǎn)角正切為0.25B、如果帶電粒子的比荷為原來的一半，則粒子離開電場(chǎng)后的偏轉(zhuǎn)角正切為0.25C、如果帶電粒子的初速度為原來的2倍，則粒子離開電場(chǎng)后的偏轉(zhuǎn)角正切為0.25D、如果帶電粒子的初動(dòng)能為原來的2倍，則粒子離開電場(chǎng)后的偏轉(zhuǎn)角正切為0.25√√√強(qiáng)化練習(xí)3、質(zhì)量為m、帶電量為q的粒子以初速度v從中線垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電564、質(zhì)子(質(zhì)量為m、電量為e)和二價(jià)氦離子(質(zhì)量為4m、電量為2e)以相同的初動(dòng)能垂直射入同一偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中，離開電場(chǎng)后，它們的偏轉(zhuǎn)角正切之比為

，側(cè)移之比為

。

與電量成正比與電量成正比2:12:1強(qiáng)化練習(xí)4、質(zhì)子(質(zhì)量為m、電量為e)和二價(jià)氦離子(質(zhì)量為4m、電量575、如圖，電子在電勢(shì)差為U1的加速電場(chǎng)中由靜止開始加速，然后射入電勢(shì)差為U2的兩塊平行極板間的電場(chǎng)中，入射方向跟極板平行。整個(gè)裝置處在真空中，重力可忽略。在滿足電子能射出平行板區(qū)的條件下，下述四種情況中，一定能使電子的偏轉(zhuǎn)角θ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變小強(qiáng)化練習(xí)5、如圖，電子在電勢(shì)差為U1的加速電場(chǎng)中由靜止開始加速，然后58析與解對(duì)加速過程由動(dòng)能定理：對(duì)偏轉(zhuǎn)過程由偏轉(zhuǎn)角正切公式：與粒子的電量q、質(zhì)量m無關(guān)析與解對(duì)加速過程由動(dòng)能定理：對(duì)偏轉(zhuǎn)過程由偏轉(zhuǎn)角正切公式：與粒596、如圖所示，二價(jià)氦離子和質(zhì)子的混合體，經(jīng)同一加速電場(chǎng)加速后，垂直射入同一偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中，偏轉(zhuǎn)后，打在同一熒光屏上，則它們（）A、側(cè)移相同B、偏轉(zhuǎn)角相同C、到達(dá)屏上同一點(diǎn)D、到達(dá)屏上不同點(diǎn)與粒子的電量q、質(zhì)量m無關(guān)強(qiáng)化練習(xí)6、如圖所示，二價(jià)氦離子和質(zhì)子的混合體，經(jīng)同一加速電場(chǎng)加速后607、質(zhì)量為1×10-25kg、電量為1×10-16C的帶電粒子以2×106m/s速度從水平放置的平行金屬板A、B中央沿水平方向飛入板間，如圖所示。已知板長(zhǎng)L＝10cm，間距d＝2cm，當(dāng)AB間電壓在

范圍內(nèi)時(shí)，此帶電粒子能從板間飛出。v0+++++-----強(qiáng)化練習(xí)7、質(zhì)量為1×10-25kg、電量為1×10-16C的帶電粒61v0+++++-----θ析與解對(duì)偏轉(zhuǎn)過程由偏轉(zhuǎn)角正切公式：或?qū)ζD(zhuǎn)過程由側(cè)移公式：v0+++++-628、如圖所示的示波管，如果在YY’之間加如圖所示的交變電壓，同時(shí)在XX’之間加如圖所示的鋸齒形電壓，使X的電勢(shì)比X’高，在熒光屏上會(huì)看到什么圖形？UxtOt1t2XYO0<t<t1t1<t<t2強(qiáng)化練習(xí)8、如圖所示的示波管，如果在YY’之間加如圖所示的交變電壓，639、真空室中電極K發(fā)出電子（初速不計(jì)），經(jīng)過電壓為U1的加速電場(chǎng)后，由小孔S沿水平金屬板A、B間的中心線射入板中，板長(zhǎng)L，相距為d，在兩板間加上如圖乙所示的正弦交變電壓，前半個(gè)周期內(nèi)B板的電勢(shì)高于A板的電勢(shì)，已知電子的質(zhì)量為m，帶電量為e，不計(jì)電子重力，求：（1）電子進(jìn)入AB板時(shí)的初速度；（2）要使所有的電子都能離開AB板，圖乙中電壓的最大值U0需滿足什么條件？（3）在熒光屏上會(huì)看到什么圖形？強(qiáng)化練習(xí)9、真空室中電極K發(fā)出電子（初速不計(jì)），經(jīng)過電壓為U1的加速64設(shè)電子進(jìn)入AB板時(shí)的初速度為v0設(shè)電子在偏轉(zhuǎn)電壓為U0時(shí)進(jìn)入AB板間析與解設(shè)電子進(jìn)入AB板時(shí)的初速度為v0設(shè)電子在偏轉(zhuǎn)電壓為U0時(shí)進(jìn)入6510、如圖是一個(gè)說明示波管工作的部分原理圖，電子經(jīng)過加速后以速度v0垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)偏移量為h，兩平行板間距為d，電壓為U，板長(zhǎng)為L(zhǎng)，每單位電壓引起的偏移量（h/U）叫做示波管的靈敏度，為了提高靈敏度，可采用的辦法是（）A.增加兩極板間的電勢(shì)差UB.盡可能縮短板長(zhǎng)LC.盡可能減小板間距dD.使電子的入射速度v0大些

hv0C先找到物理量表達(dá)式先看常量后看變量先定性判斷后定量計(jì)算10、如圖是一個(gè)說明示波管工作的部分原理圖，電子經(jīng)過加6611、(2009·山東實(shí)驗(yàn)中學(xué))一個(gè)帶正電的微粒放在電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示．帶電微粒只在電場(chǎng)力的作用下，在t＝0時(shí)刻由靜止釋放．則下列說法中正確的是 ()A．微粒在0～1s內(nèi)的加速度與1～2s內(nèi)的加速度相同B．微粒將沿著一條直線運(yùn)動(dòng)C．微粒做往復(fù)運(yùn)動(dòng)D．微粒在第1s內(nèi)的位移與第3s內(nèi)的位移相同11、(2009·山東實(shí)驗(yàn)中學(xué))一個(gè)帶正電的微粒放在電場(chǎng)中，67解析：根據(jù)題意作出帶電粒子在交變電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)的v－t圖象，如圖所示．由圖可知在0～1s內(nèi)與1～2s內(nèi)的加速度大小相等方向相反，故A錯(cuò)．微粒速度方向一直為正，始終沿一直線運(yùn)動(dòng)，B對(duì)，C錯(cuò)．陰影部分面積為對(duì)應(yīng)的第1s、第3s和第5s內(nèi)的位移，故D對(duì)．所以答案為BD.答案：BD解析：根據(jù)題意作出帶電粒子在交變電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)的v－t圖象，如6812、在圖所示的裝置中，A、B是真空中豎直放置的兩塊平行金屬板，它們與調(diào)壓電路相連，兩板間的電壓可以根據(jù)需要而改變．當(dāng)兩板間的電壓為U時(shí)，質(zhì)量為m、電量為－q的帶電粒子，以初速度v0從A板上的中心小孔沿垂直兩板的虛線射入電場(chǎng)中，在非常接近B板處沿原路返回，在不計(jì)重力的情況下，要想使帶電粒子進(jìn)入電場(chǎng)后在A、B板的中點(diǎn)處返回，可以采用的辦法是()A．使帶電粒子的初速度變?yōu)関0/2B．使A、B板間的電壓增加到2UC．使初速度v0和電壓U都減小到原來的一半D．使初速度v0和電壓U都增加到原來的2倍12、在圖所示的裝置中，A、B是真空中豎直放置的兩塊平行金屬69解析：帶電粒子進(jìn)入電場(chǎng)后做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小為，其中d是A、B板間的距離．帶電粒子進(jìn)入電場(chǎng)中的位移為由此式可見：①當(dāng)v0變?yōu)樵瓉淼?/2時(shí)，位移為原來的1/4；②當(dāng)U變?yōu)樵瓉淼?倍時(shí)，位移為原來的1/2；③當(dāng)v0與U同時(shí)變?yōu)樵瓉淼?/2時(shí)，位移為原來的1/2；④當(dāng)v0與U同時(shí)變?yōu)樵瓉淼?倍時(shí)，位移為原來的2倍．答案：BC點(diǎn)評(píng)：帶電粒子在電場(chǎng)中，既可加速運(yùn)動(dòng)，也可減速運(yùn)動(dòng)．作減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，電場(chǎng)力做負(fù)功，是動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能的過程．解析：帶電粒子進(jìn)入電場(chǎng)后做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小為7013、一顆質(zhì)量為m、電量為q的微粒，從兩塊相距為d、水平放置的平行板中某點(diǎn)由靜止釋放，落下高度h后，在平行板上加上一定的電勢(shì)差U，帶電微粒經(jīng)一定時(shí)間后速度變?yōu)榱?，若微粒通過的總位移為H，試問兩板間的電勢(shì)差為多少？帶電粒子在電場(chǎng)中課件71解析：方法1用牛頓第二定律結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，解答過程表示為：從位置1到位置2時(shí)(如圖)，設(shè)速度為v1從位置2到位置3有：方法2從全過程中所有外力的功與動(dòng)能變化的關(guān)系，用動(dòng)能定理，解答過程表示為：解析：方法1用牛頓第二定律結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，解答過程表示為：72方法3從全過程中能的轉(zhuǎn)化考慮，解答過程表示為帶電粒子在電場(chǎng)中課件73點(diǎn)評(píng)：三種解法分別從：牛頓運(yùn)動(dòng)定律；功能關(guān)系；能量轉(zhuǎn)化守恒定律，展開對(duì)問題的分析解答．這樣可使學(xué)生認(rèn)識(shí)物理規(guī)律在解決實(shí)際問題中的作用．同時(shí)，應(yīng)注意指導(dǎo)學(xué)生在解題時(shí)，畫出能展示題意的示意圖．點(diǎn)評(píng)：三種解法分別從：牛頓運(yùn)動(dòng)定律；功能關(guān)系；能量轉(zhuǎn)化守恒定7413、如圖所示，在距地面一定高度的位置以初速度v0向右水平拋出一個(gè)質(zhì)量為m，電荷量為q的帶負(fù)電小球，小球的落點(diǎn)與拋出點(diǎn)之間有一段相應(yīng)的水平距離(水平射程)．若在空間加上一豎直方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，使小球的水平射程變?yōu)樵瓉淼?/p>

，求此電場(chǎng)的大小和方向．

答案：方向豎直向上13、如圖所示，在距地面一定高度的位置以初速度v0向右水平拋75解析：不加電場(chǎng)時(shí)小球在空間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t，水平射程為s，s＝v0t下落高度h加電場(chǎng)后小球在空間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t′，小球運(yùn)動(dòng)的加速度為a設(shè)場(chǎng)強(qiáng)方向豎直向上，根據(jù)牛頓第二定律：mg＋qE＝ma聯(lián)立解得：E＝，方向豎直向上.解析：不加電場(chǎng)時(shí)小球在空間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t，水平射程為s，s＝7614、噴墨打印機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖所示，其中墨盒可以發(fā)出墨汁微滴，其半徑約為10－5m，此微滴經(jīng)過帶電室時(shí)被帶上負(fù)電，帶電的多少由計(jì)算機(jī)按字體筆畫高低位置輸入信號(hào)加以控制，帶電后的微滴以一定的初速度進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，帶電微滴經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)發(fā)生偏轉(zhuǎn)后，打到紙上，顯示出字體，無信號(hào)輸入時(shí)，墨汁微滴不帶電，徑直通過偏轉(zhuǎn)極板而注入回流槽流回墨盒．帶電粒子在電場(chǎng)中課件77設(shè)偏轉(zhuǎn)極板長(zhǎng)1.6cm，兩板間的距離為0.50cm，偏轉(zhuǎn)板的右端距紙3.2cm.若一個(gè)墨汁微滴的質(zhì)量為1.6×10－10kg，以20m/s的初速度垂直于電場(chǎng)方向進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，兩偏轉(zhuǎn)極板間的電壓是8.0×103V，若墨汁微滴打到紙上某點(diǎn)離原入射方向的距離是2.0mm.求這個(gè)墨汁微滴通過帶電室?guī)У碾姾闪渴嵌嗌伲?不計(jì)空氣阻力和重力，可以認(rèn)為偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)只局限在平行板電容器內(nèi)部，忽略邊緣電場(chǎng)的不均勻性)為了使紙上的字體放大10%，請(qǐng)你分析一個(gè)可行的方法．設(shè)偏轉(zhuǎn)極板長(zhǎng)1.6cm，兩板間的距離為0.50cm，偏轉(zhuǎn)板的78解析：(1)設(shè)帶電微滴的電荷量為q，進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后做類平拋運(yùn)動(dòng)，在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)距離

①.離開電場(chǎng)后，由于慣性以出射速度vt做勻速直線運(yùn)動(dòng)，vt分解為水平方向的勻速運(yùn)動(dòng)(vx＝v0)與豎直方向的勻速運(yùn)動(dòng)

②.由①、②式得

③.代入數(shù)據(jù)得q＝1.25×10－13C.解析：(1)設(shè)帶電微滴的電荷量為q，進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后做類平拋運(yùn)79(2)字體放大10%，由式③得：法一：y與U成正比，可以提高偏轉(zhuǎn)板間的電壓到8.8×103V，實(shí)現(xiàn)放大字體10%.法二：成正比，可以增加偏轉(zhuǎn)板與紙的距離L，＝1.1，使L′＝3.6cm，可實(shí)現(xiàn)放大字體10%.

(2)字體放大10%，由式③得：8015、靜電噴漆技術(shù)具有效率高、浪費(fèi)少、質(zhì)量好、有利于工人健康等優(yōu)點(diǎn)，其裝置如圖所示．A、B為兩塊平行金屬板，間距d＝0.40m，兩板間有方向B指向A，大小為E＝1.0×103N/C的勻強(qiáng)電場(chǎng)．在A板的中央放置一個(gè)安全接地的靜電油漆噴槍P，油漆噴槍的半圓形噴嘴可向各個(gè)方向均勻地噴出帶電油漆微粒，油漆微粒的初速度大小均為v0＝2.0m/s，質(zhì)量m＝5.0×10－15kg、帶電量為q＝－2.0×10－16C.微粒的重力和所受空氣阻力均不計(jì)，油漆微粒最后都落在金屬板B上．試求：帶電粒子在電場(chǎng)中課件81(1)電場(chǎng)力對(duì)每個(gè)微粒所做的功．(2)微粒打在B板上的動(dòng)能．(3)微粒到達(dá)B板所需的最短時(shí)間．(4)微粒最后落在B板上所形成的圖形及面積的大?。鸢福?1)W＝qEd＝8.0×10－14J.(2)W＝Ekt－Ek0帶電粒子在電場(chǎng)中課件82(4)圓形帶電粒子在電場(chǎng)中課件831.9帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)J2459學(xué)生示波器陰極射線管結(jié)構(gòu)示意圖1.9帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)J2459學(xué)生示波器陰極射線管84儀器名稱：示波器

型號(hào)：COS5100系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，數(shù)以10億計(jì)的電子就將從這條加速管中以接近光速?zèng)_進(jìn)儲(chǔ)存環(huán)中發(fā)生碰撞北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)加速器的起點(diǎn)

儀器名稱：示波器

型號(hào)：COS5100系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，數(shù)以1851牛頓第二定律的表達(dá)式？2動(dòng)能定理的表達(dá)式？3平拋運(yùn)動(dòng)的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。4電場(chǎng)力做功的計(jì)算公式？復(fù)習(xí)提問：1牛頓第二定律的表達(dá)式？2動(dòng)能定理的表達(dá)式？3平拋運(yùn)動(dòng)的相關(guān)863、某些帶電體是否考慮重力，要根據(jù)題目暗示或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來判定電場(chǎng)中的帶電粒子一般可分為兩類：1、帶電的基本粒子：如電子，質(zhì)子，α粒子，正負(fù)離子等。這些粒子所受重力和電場(chǎng)力相比小得多，除非有說明或明確的暗示以外，一般都不考慮重力。（但并不能忽略質(zhì)量）。2、帶電微粒：如帶電小球、液滴、塵埃等。除非有說明或明確的暗示以外，一般都考慮重力。3、某些帶電體是否考慮重力，要根據(jù)題目暗示或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來判定電87一、帶電粒子的平衡：

若帶電粒子在電場(chǎng)中所受合力為零時(shí)，即∑F＝0時(shí)，粒子將保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

例：帶電粒子在電場(chǎng)中處于靜止?fàn)顟B(tài)，該粒子帶正電還是負(fù)電?

分析：帶電粒子處于靜止?fàn)顟B(tài)，∑F=0，Eq=mg，因?yàn)樗苤亓ωQ直向下，所以所受電場(chǎng)力必為豎直向上。又因?yàn)閳?chǎng)強(qiáng)方向豎直向下，所以（圖一）帶電粒子帶負(fù)電，（圖二）帶電粒子帶正電。

EqmgEqmg(圖一）（圖二）一、帶電粒子的平衡：若帶電粒子在電場(chǎng)中所受合力88二、帶電粒子在電場(chǎng)中的加速ABUE+Fv

如圖三所示，在真空中有一對(duì)平行金屬板，由于接上電池組而帶電，兩板間的電勢(shì)差為U。若一個(gè)質(zhì)量為m，帶正電荷q的粒子，在靜電力作用下由正極板向負(fù)極板運(yùn)動(dòng)，計(jì)算它到達(dá)負(fù)極板時(shí)的速度。1、受力分析:

水平向右的電場(chǎng)力F＝Eq=qU/d2、運(yùn)動(dòng)分析:初速度為零，加速度為a=qU/md的向右勻加速直線運(yùn)動(dòng)。解法一運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)求解解法二運(yùn)用能量知識(shí)求解粒子加速后的速度只與加速電壓有關(guān)二、帶電粒子在電場(chǎng)中的加速ABUE+Fv如圖三89思考題如兩極板間不是勻強(qiáng)電場(chǎng)該用何種方法求解？為什么？

由于電場(chǎng)力做功與場(chǎng)強(qiáng)是否勻強(qiáng)無關(guān)，與運(yùn)動(dòng)路徑也無關(guān)，第二種方法仍適用！總結(jié)：帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中受力情況：受到恒定的電場(chǎng)力運(yùn)動(dòng)情況：做勻變速運(yùn)動(dòng)解題方法：1、動(dòng)力學(xué)方法2、功能法思考題如兩極板間不是勻強(qiáng)電場(chǎng)該用何種方法求解？為什么90

例題1：實(shí)驗(yàn)表明，熾熱的金屬絲可以發(fā)射電子。在熾熱金屬絲和金屬板間加以電壓U=2500V，從熾熱金屬絲發(fā)射出的電子在真空中被加速后，從金屬板的小孔穿出。電子射出后的速度有多大？設(shè)電子剛從金屬絲射出時(shí)的速度為零。解：由動(dòng)能定理可得代入數(shù)據(jù)得：v=3×若初速度不為零到達(dá)負(fù)板時(shí)的速度有多大？例題1：實(shí)驗(yàn)表明，熾熱的金屬絲可以發(fā)射電子。在熾熱金屬絲91

結(jié)論：由于電場(chǎng)力做功與場(chǎng)強(qiáng)是否勻強(qiáng)無關(guān)，與運(yùn)動(dòng)路徑也無關(guān)，所以在處理電場(chǎng)對(duì)帶電粒子的加速問題時(shí)，一般都是利用動(dòng)能定理進(jìn)行處理。結(jié)論：由于電場(chǎng)力做功與場(chǎng)強(qiáng)是否勻強(qiáng)無關(guān)，與運(yùn)動(dòng)路徑也無關(guān)，92練習(xí)1：如圖所示，在P板附近有一電子由靜止開始向Q板運(yùn)動(dòng)，則關(guān)于電子在兩板間的運(yùn)動(dòng)情況，下列敘述正確的是：()A.兩板間距越大，加速的時(shí)間越長(zhǎng)B.兩板間距離越小，加速度就越大，則電子到達(dá)Q板時(shí)的速度就越大C.電子到達(dá)Q板時(shí)的速度與板間距離無關(guān)，僅與加速電壓有關(guān)D.電子的加速度和末速度都與板間距離無關(guān)AC

練習(xí)1：如圖所示，在P板附近有一電子由靜止開始93練習(xí)２：如圖從F處釋放一個(gè)無初速度電子向B板方向運(yùn)動(dòng),指出下列對(duì)電子運(yùn)動(dòng)描述中,正確的是(設(shè)電源電動(dòng)勢(shì)均為U)()FADCBA.電子到達(dá)B板時(shí)的動(dòng)能是UeB.電子從B板到達(dá)C板時(shí)動(dòng)能的變化量為零C.電子到達(dá)D板時(shí)動(dòng)能為UeＤ.電子在Ａ板與Ｄ板間作往返運(yùn)動(dòng)ＡＢＤ練習(xí)２：如圖從F處釋放一個(gè)無初速度電子向B板方向運(yùn)動(dòng),指94

練習(xí)3：如圖所示，水平放置的A、B兩平行板相距h，上板A帶正電?，F(xiàn)有質(zhì)量為m，帶電量為+q的小球在B板下方距離為H處，以初速度V0豎直向上從B板小孔進(jìn)入板間電場(chǎng)，欲使小球剛好打到A板，A、B間電勢(shì)差UAB應(yīng)為多少？hABV0H解：將動(dòng)能定理用于運(yùn)動(dòng)全過程，由W=△Ek得-mg(H+h)-qUAB=0-mV2012整理可得UAB=m〔V2-2g(H+h)〕2q練習(xí)3：如圖所示，水平放置的A、B兩平行板相95ld+-----------+++++++++Uv0q、m三.帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)如圖所示，在真空中水平放置一對(duì)金屬板Y和Y’，板間距離為d。在兩板間加以電壓U，一電荷量為q質(zhì)量為m的帶電粒子從極板中央以水平速度v0射入電場(chǎng)。試分析帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)情況。(不計(jì)粒子的重力)ld+--------96實(shí)驗(yàn)錄像：用陰極射線管演示帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)錄像：用陰極射線管演示帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)971.受力分析：粒子受到豎直向下的靜電力F＝Eq=qU/d。2.運(yùn)動(dòng)規(guī)律分析:粒子作類平拋運(yùn)動(dòng)。x方向：勻速直線運(yùn)動(dòng)y

v0vy

Fv++++++------v0Y

dUY′

qL類平拋運(yùn)動(dòng)Y方向：加速度為的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。1.受力分析：粒子受到豎直向下的靜電力F＝Eq=qU/d。298ld+--------+++++++++Uv0q、mF+vv0vyyθ偏轉(zhuǎn)角側(cè)移距離試根據(jù)類平拋運(yùn)動(dòng)的知識(shí)，推導(dǎo)偏移距離y和偏轉(zhuǎn)角θld+--------993、飛行時(shí)間：4、側(cè)移距離：與粒子比荷q/m成正比與粒子初速度v0平方成反比與電場(chǎng)的屬性U、l、d有關(guān)5、偏轉(zhuǎn)角：與粒子比荷q/m成正比與粒子初速度v0平方成反比與電場(chǎng)的屬性U、l、d有關(guān)3、飛行時(shí)間：4、側(cè)移距離：與粒子比荷q/m成正比與粒子初速1006.帶電粒子離開電場(chǎng)時(shí)速度大小方法②:根據(jù)動(dòng)能定理求解法①:根據(jù)速度合成求解6.帶電粒子離開電場(chǎng)時(shí)速度大小方法②:根據(jù)動(dòng)能定理求解法①:1017、偏轉(zhuǎn)模型的推論推論⑴：帶電粒子垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，離開電場(chǎng)時(shí),粒子好象是從入射線中點(diǎn)直接射出來的。

θx7、偏轉(zhuǎn)模型的推論推論⑴：帶電粒子垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，離開電場(chǎng)102θxα推論（2）：速度偏向角θ和位移偏向角α的關(guān)系θxα推論（2）：速度偏向角θ和位移偏向角α的關(guān)系103vovv┴θvovv┴θ104解：電子以vo在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)沿平行于版面方向勻速運(yùn)動(dòng)所以有：L=vot①電子射出電場(chǎng)時(shí)，在垂直于板面方向偏移的距離為：y=at2/2②粒子在垂直于板面方向的加速度：a=F/m=eE/m=eU/md③由①②③得：④代入數(shù)據(jù)得：y=0.36m即電子射出時(shí)沿垂直于板面方向偏離0.36m電子射出電場(chǎng)時(shí)沿板面方向的速度不變?nèi)詾関o，而垂直于板面方向的速度：⑤故電子離開電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)θ角為：⑥代入數(shù)據(jù)得：θ=6.8°解：電子以vo在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)105練習(xí)4、三個(gè)電子在同一地點(diǎn)沿同一直線垂直飛入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，如圖所示。則由此可判斷（）A、b和c同時(shí)飛離電場(chǎng)B、在b飛離電場(chǎng)的瞬間，a剛好打在下極板上C、進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)，c速度最大，a速度最小D、c的動(dòng)能增量最小，

a和b的動(dòng)能增量一樣大

BCD練習(xí)4、三個(gè)電子在同一地點(diǎn)沿同一直線垂直飛入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，如圖所106析與解析與解107++++++------φvv0vy+_U1U2v0L-qm三、加速和偏轉(zhuǎn)一體y如圖，質(zhì)量為m，帶負(fù)電q的粒子，在靜電力作用下，由靜止開始，經(jīng)過加速電壓U1加速后進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)U2，試求：（1）偏移的距離y？（2）偏移的角度？++++++------φvv0vy+_U1U2v0L-108側(cè)移、偏轉(zhuǎn)角大小與粒子q，m無關(guān)，隨加速電壓的增大而減小，隨偏轉(zhuǎn)電壓的增大而增大。側(cè)移、偏轉(zhuǎn)角大小與粒子q，m無關(guān)，隨加速電壓的增大而減小，109例3、讓一價(jià)氫離子、一價(jià)氦離子和二價(jià)氦離子的混合物經(jīng)過同一加速電場(chǎng)由靜止開始加速，然后在同一偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)里偏轉(zhuǎn)，在通過加速電場(chǎng)時(shí)獲得的動(dòng)能是否相同？通過偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)，它們是否會(huì)分為三股？請(qǐng)說明理由。答案：通過加速電場(chǎng)時(shí)獲得的動(dòng)能Ek=qU,加速電壓相同，二價(jià)氦離子電荷量最大，所以二價(jià)氦離子獲得動(dòng)能最大。粒子的偏轉(zhuǎn)量和偏轉(zhuǎn)角由加速電場(chǎng)和偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)決定，所以三種粒子不可能分開為三股。例3、讓一價(jià)氫離子、一價(jià)氦離子和二價(jià)氦離子的混合物經(jīng)過同一加110練習(xí)5、如圖所示，有一電子(電量為e、質(zhì)量為m)經(jīng)電壓U0加速后，沿平行金屬板A、B中心線進(jìn)入兩板，A、B板間距為d、長(zhǎng)度為L(zhǎng)，A、B板間電壓為U，屏CD足夠大，距離A、B板右邊緣2L，AB板的中心線過屏CD的中心且與屏CD垂直。試求電子束打在屏上的位置到屏中心間的距離。練習(xí)5、如圖所示，有一電子(電量為e、質(zhì)量為m)經(jīng)電壓U0加111析與解電子離開電場(chǎng)，就好象從中點(diǎn)沿直線離開的：θ對(duì)加速過程由動(dòng)能定理：析與解電子離開電場(chǎng)，就好象從中點(diǎn)沿直線離開的：θ對(duì)加速過程由112五、示波器的原理1.示波器作用：是一種用來觀察電信號(hào)隨時(shí)間變化的電子儀器。2.它的核心部件是示波管：由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成，管內(nèi)抽成真空。五、示波器的原理1.示波器作用：是一種用來觀察電信號(hào)隨時(shí)間變113產(chǎn)生高速飛行的電子束待顯示的電壓信號(hào)鋸齒形掃描電壓使電子沿Y方向偏移使電子沿x方向偏移3、示波管的原理產(chǎn)生高速飛行的電子束待顯示的電壓信號(hào)鋸齒形掃描電壓使電子沿Y114已知：U1、l、YY?偏轉(zhuǎn)電極的電壓U2、板間距d、板端到熒光屏的距離L。求：電子射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的偏向角正切值tanφ及打到屏上電子的偏移量y?。偏移量與YY?偏轉(zhuǎn)電極的電壓Uy成正比。同理3.原理已知：U1、l、YY?偏轉(zhuǎn)電極的電壓U2、板間距d、板端1151）、如果在電極XX’之間不加電壓，而在YY’之間加不變電壓，使Y的電勢(shì)比Y’高，電子將打在熒光屏的什么位置？電子沿Y方向向上偏移4、示波器的工作情況若兩偏轉(zhuǎn)電極間都不加偏轉(zhuǎn)電壓，則電子束將打在熒光屏的中心UytO1）、如果在電極XX’之間不加電壓，而在YY’之間加不變電壓116帶電粒子在電場(chǎng)中課件1172）、如果在電極XX’之間不加電壓，而在YY’之間加不變電壓，使Y’的電勢(shì)比Y高，電子將打在熒光屏的什么位置？電子沿Y方向向下偏移UytO2）、如果在電極XX’之間不加電壓，而在YY’之間加不變電壓1183）、如果在電極YY’之間不加電壓，但在XX’之間加不變電壓，使X的電勢(shì)比X’高，電子將打在熒光屏的什么位置？電子沿X方向向里偏移UxtO3）、如果在電極YY’之間不加電壓，但在XX’之間加不變電1194）、如果在電極YY’之間不加電壓，但在XX’之間加不變電壓，使X’的電勢(shì)比X高，電子將打在熒光屏的什么位置？電子沿X方向向外偏移UxtO4）、如果在電極YY’之間不加電壓，但在XX’之間加不變電120UXt掃描電壓若在ＸＸ′上所加的電壓為特定的周期性變化電壓則亮斑在水平方向來回運(yùn)動(dòng)－－掃描，如果掃描電壓變化很快，亮斑看起來為一條水平的亮線．示波器圖象YY’X’XUXt掃描電壓若在ＸＸ′上所加的電壓為特定的周期性變化電壓則121UxtO要想增加X軸方向掃描線的寬度，怎么辦？UxtO要想增加X軸方向掃描線的寬度，怎么辦？1225）、如果在電極XX’之間不加電壓，但在YY’之間加如圖所示的交變電壓，在熒光屏上會(huì)看到什么圖形？0<t<t1電子沿Y方向向上偏移5）、如果在電極XX’之間不加電壓，但在YY’之間加如圖所示1236）、如果在電極XX’之間不加電壓，但在YY’之間加如圖所示的交變電壓，在熒光屏上會(huì)看到什么圖形？t1<t<t2電子沿Y方向向下偏移6）、如果在電極XX’之間不加電壓，但在YY’之間加如圖所示124如果在XX’之間不加電壓,而在YY’之間所加的電壓按圖所示的規(guī)律隨時(shí)間變化，在熒光屏?xí)吹绞裁磮D形？YY’X’y′隨信號(hào)電壓同步變化，但由于視覺暫留和熒光物質(zhì)的殘光特性，只能看到一條豎直的亮線X示波器圖象如果在XX’之間不加電壓,而在YY’之間所加的電壓按圖所示125UytO電子在極板間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間極短，可認(rèn)為此瞬間極板間電壓不變UytO電子在極板間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間極短，可認(rèn)為此瞬間極板間電壓不1267）、如果在YY’之間加如圖所示的交變電壓，同時(shí)在XX’之間加不變電壓，使X的電勢(shì)比X’高，在熒光屏上會(huì)看到什么圖形？0<t<t1電子沿Y方向向上偏，沿X方向向里偏7）、如果在YY’之間加如圖所示的交變電壓，同時(shí)在XX’之間1278）、如果在YY’之間加如圖所示的交變電壓，同時(shí)在XX’之間加不變電壓，使X的電勢(shì)比X’高，在熒光屏上會(huì)看到什么圖形？t1<t<t2電子沿Y方向向下偏，沿X方向向里偏8）、如果在YY’之間加如圖所示的交變電壓，同時(shí)在XX’之間1289）、如果在YY’之間加如圖所示的交變電壓，同時(shí)在XX’之間加不變電壓，使X’的電勢(shì)比X高，在熒光屏上會(huì)看到什么圖形？電子沿Y方向向上向下偏，沿X方向向外偏9）、如果在YY’之間加如圖所示的交變電壓，同時(shí)在XX’之間12910）、如果在YY’之間加如圖所示的交變電壓，同時(shí)在XX’之間加鋸齒形掃描電壓，在熒光屏上會(huì)看到什么圖形？XYOABCDEFABCDEFABOCt1DEFt210）、如果在YY’之間加如圖所示的交變電壓，同時(shí)在XX’之130UxtO滿足什么條件才能得到穩(wěn)定正確的波形？UytOTT2TT/2T掃=NT顯示出的信號(hào)完整波形個(gè)數(shù)由什么決定？NUxtO滿足什么條件才能得到穩(wěn)定正確的波形？UytOTT2T131

例6

如圖是示波管的原理圖，它是由電子槍、豎直偏轉(zhuǎn)電極YY′、水平偏轉(zhuǎn)電極XX′和熒光屏組成，電子槍發(fā)射的電子打在熒光屏上將出現(xiàn)亮點(diǎn)，若亮點(diǎn)很快移動(dòng)，由于視覺暫留原因，能在熒光屏上看到一條亮線。

（1）如果只在偏轉(zhuǎn)電極YY′上加上如圖②所示的電壓Uy=Umsinωt，在熒光屏圖③上畫出所觀察到的亮線的形狀（設(shè)T很小）（2）如果只在偏轉(zhuǎn)電極XX′上加上圖④所示電壓，試在圖⑤上畫出所觀察到的亮線的形狀。（3）如果在YY′和XX′上同時(shí)加上上述電壓，試在圖⑥上畫出所觀察到的亮線的形狀。例6如圖是示波管的原理圖，它是由電子槍、132例7、一束電子流在經(jīng)U＝5000V的加速電壓加速后，在距兩極板等距處垂直進(jìn)入平行板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)，如圖所示，若兩板間距d＝1.0cm，板長(zhǎng)l＝5.0cm，那么，要使電子能從平行板間飛出，兩個(gè)極板上最多能加多大電壓？例7、一束電子流在經(jīng)U＝5000V的加速電壓加速后，在距兩極133答案：400V解析：在加速電壓一定時(shí)，偏轉(zhuǎn)電壓U′越大，電子在極板間的偏距就越大．當(dāng)偏轉(zhuǎn)電壓大到使電子剛好擦著極板的邊緣飛出，此時(shí)的偏轉(zhuǎn)電壓，即為題目要求的最大電壓．加速過程，由動(dòng)能定理得：進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，電子在平行于板面的方向上做勻速運(yùn)動(dòng)l＝v0t②在垂直于板面的方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度答案：400V134

＝4.0×102V即，要使電子能飛出，所加電壓最大為400V.點(diǎn)評(píng)：①此題是典型的帶電粒子的加速和偏轉(zhuǎn)的綜合應(yīng)用題．解決此類問題要注意加速與偏轉(zhuǎn)的前后聯(lián)系，使關(guān)系式簡(jiǎn)化．②注意恰好飛出的臨界條件.帶電粒子在電場(chǎng)中課件135五、課堂小結(jié)：一、帶電粒子的平衡二、帶電粒子的加速三、帶電粒子的偏轉(zhuǎn)四、示波管的原理小結(jié)從動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)角度分析從做功和能量的角度分析類似平拋運(yùn)動(dòng)的分析方法粒子在與電場(chǎng)垂直的方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)粒子在與電場(chǎng)平行的方向上做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)

側(cè)移距離和偏轉(zhuǎn)角：五、課堂小結(jié)：一、帶電粒子的平衡二、帶電粒子的加速三、帶電粒1361、如圖所示，M、N是在真空中豎直放置的兩塊平行金屬板，質(zhì)量為m、電量為+q的質(zhì)子，以極小的初速度由小孔進(jìn)入電場(chǎng)，當(dāng)M、N間電壓為U時(shí)，粒子到達(dá)N板的速度為v，如果要使這個(gè)帶電粒子到達(dá)N板的速度為2v，則下述方法能滿足要求的是（）

A、使M、N間電壓增加為2U

B、使M、N間電壓增加為4U

C、使M、N間電壓不變，距離減半

D、使M、N間電壓不變，距離加倍MNUd+v與電壓平方根成正比B強(qiáng)化練習(xí)1、如圖所示，M、N是在真空中豎直放置的兩塊平行金屬板，質(zhì)量1372、如圖所示的電場(chǎng)中有A、B兩點(diǎn)，A、B的電勢(shì)差UAB＝100V，一個(gè)質(zhì)量為m=2.0×10-12kg、電量為q=-5.0×10-8C的帶電粒子，以初速度v0=3.0×103m/s由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，求粒子到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速率。（不計(jì)粒子重力）A-v0Bq為負(fù)強(qiáng)化練習(xí)2、如圖所示的電場(chǎng)中有A、B兩點(diǎn)，A、B的電勢(shì)差UAB＝101383、質(zhì)量為m、帶電量為q的粒子以初速度v從中線垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，剛好離開電場(chǎng)，它在離開電場(chǎng)后偏轉(zhuǎn)角正切為0.5，則下列說法中正確的是A、如果偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電壓為原來的一半，則粒子離開電場(chǎng)后的偏轉(zhuǎn)角正切為0.25B、如果帶電粒子的比荷為原來的一半，則粒子離開電場(chǎng)后的偏轉(zhuǎn)角正切為0.25C、如果帶電粒子的初速度為原來的2倍，則粒子離開電場(chǎng)后的偏轉(zhuǎn)角正切為0.25D、如果帶電粒子的初動(dòng)能為原來的2倍，則粒子離開電場(chǎng)后的偏轉(zhuǎn)角正切為0.25√√√強(qiáng)化練習(xí)3、質(zhì)量為m、帶電量為q的粒子以初速度v從中線垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電1394、質(zhì)子(質(zhì)量為m、電量為e)和二價(jià)氦離子(質(zhì)量為4m、電量為2e)以相同的初動(dòng)能垂直射入同一偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中，離開電場(chǎng)后，它們的偏轉(zhuǎn)角正切之比為

，側(cè)移之比為

。

與電量成正比與電量成正比2:12:1強(qiáng)化練習(xí)4、質(zhì)子(質(zhì)量為m、電量為e)和二價(jià)氦離子(質(zhì)量為4m、電量1405、如圖，電子在電勢(shì)差為U1的加速電場(chǎng)中由靜止開始加速，然后射入電勢(shì)差為U2的兩塊平行極板間的電場(chǎng)中，入射方向跟極板平行。整個(gè)裝置處在真空中，重力可忽略。在滿足電子能射出平行板區(qū)的條件下，下述四種情況中，一定能使電子的偏轉(zhuǎn)角θ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變小強(qiáng)化練習(xí)5、如圖，電子在電勢(shì)差為U1的加速電場(chǎng)中由靜止開始加速，然后141析與解對(duì)加速過程由動(dòng)能定理：對(duì)偏轉(zhuǎn)過程由偏轉(zhuǎn)角正切公式：與粒子的電量q、質(zhì)量m無關(guān)析與解對(duì)加速過程由動(dòng)能定理：對(duì)偏轉(zhuǎn)過程由偏轉(zhuǎn)角正切公式：與粒1426、如圖所示，二價(jià)氦離子和質(zhì)子的混合體，經(jīng)同一加速電場(chǎng)加速后，垂直射入同一偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中，偏轉(zhuǎn)后，打在同一熒光屏上，則它們（）A、側(cè)移相同B、偏轉(zhuǎn)角相同C、到達(dá)屏上同一點(diǎn)D、到達(dá)屏上不同點(diǎn)與粒子的電量q、質(zhì)量m無關(guān)強(qiáng)化練習(xí)6、如圖所示，二價(jià)氦離子和質(zhì)子的混合體，經(jīng)同一加速電場(chǎng)加速后1437、質(zhì)量為1×10-25kg、電量為1×10-16C的帶電粒子以2×106m/s速度從水平放置的平行金屬板A、B中央沿水平方向飛入板間，如圖所示。已知板長(zhǎng)L＝10cm，間距d＝2cm，當(dāng)AB間電壓在

范圍內(nèi)時(shí)，此帶電粒子能從板間飛出。v0+++++-----強(qiáng)化練習(xí)7、質(zhì)量為1×10-25kg、電量為1×10-16C的帶電粒144v0+++++-----θ析與解對(duì)偏轉(zhuǎn)過程由偏轉(zhuǎn)角正切公式：或?qū)ζD(zhuǎn)過程由側(cè)移公式：v0+++++-1458、如圖所示的示波管，如果在YY’之間加如圖所示的交變電壓，同時(shí)在XX’之間加如圖所示的鋸齒形電壓，使X的電勢(shì)比X’高，在熒光屏上會(huì)看到什么圖形？UxtOt1t2XYO0<t<t1t1<t<t2強(qiáng)化練習(xí)8、如圖所示的示波管，如果在YY’之間加如圖所示的交變電壓，1469、真空室中電極K發(fā)出電子（初速不計(jì)），經(jīng)過電壓為U1的加速電場(chǎng)后，由小孔S沿水平金屬板A、B間的中心線射入板中，板長(zhǎng)L，相距為d，在兩板間加上如圖乙所示的正弦交變電壓，前半個(gè)周期內(nèi)B板的電勢(shì)高于A板的電勢(shì)，已知電子的質(zhì)量為m，帶電量為e，不計(jì)電子重力，求：（1）電子進(jìn)入AB板時(shí)的初速度；（2）要使所有的電子都能離開AB板，圖乙中電壓的最大值U0需滿足什么條件？（3）在熒光屏上會(huì)看到什么圖形？強(qiáng)化練習(xí)9、真空室中電極K發(fā)出電子（初速不計(jì)），經(jīng)過電壓為U1的加速147設(shè)電子進(jìn)入AB板時(shí)的初速度為v0設(shè)電子在偏轉(zhuǎn)電壓為U0時(shí)進(jìn)入AB板間析與解設(shè)電子進(jìn)入AB板時(shí)的初速度為v0設(shè)電子在偏轉(zhuǎn)電壓為U0時(shí)進(jìn)入14810、如圖是一個(gè)說明示波管工作的部分原理圖，電子經(jīng)過加速后以速度v0垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)偏移量為h，兩平行板間距為d，電壓為U，板長(zhǎng)為L(zhǎng)，每單位電壓引起的偏移量（h/U）叫做示波管的靈敏度，為了提高靈敏度，可采用的辦法是（）A.增加兩極板間的電勢(shì)差UB.盡可能縮短板長(zhǎng)LC.盡可能減小板間距dD.使電子的入射速度v0大些

hv0C先找到物理量表達(dá)式先看常量后看變量先定性判斷后定量計(jì)算10、如圖是一個(gè)說明示波管工作的部分原理圖，電子經(jīng)過加14911、(2009·山東實(shí)驗(yàn)中學(xué))一個(gè)帶正電的微粒放在電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示．帶電微粒只在電場(chǎng)力的作用下，在t＝0時(shí)刻由靜止釋放．則下列說法中正確的是 ()A．微粒在0～1s內(nèi)的加速度與1～2s內(nèi)的加速度相同B．微粒將沿著一條直線運(yùn)動(dòng)C．微粒做往復(fù)運(yùn)動(dòng)D．微粒在第1s內(nèi)的位移與第3s內(nèi)的位移相同11、(2009·山東實(shí)驗(yàn)中學(xué))一個(gè)帶正電的微粒放在電場(chǎng)中，150解析：根據(jù)題意作出帶電粒子在交變電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)的v－t圖象，如圖所示．由圖可知在0～1s內(nèi)與1～2s內(nèi)的加速度大小相等方向相反，故A錯(cuò)．微粒速度方向一直為正，始終沿一直線運(yùn)動(dòng)，B對(duì)，C錯(cuò)．陰影部分面積為對(duì)應(yīng)的第1s、第3s和第5s內(nèi)的位移，故D對(duì)．所以答案為BD.答案：BD解析：根據(jù)題意作出帶電粒子在交變電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)的v－t圖象，如15112、在圖所示的裝置中，A、B是真空中豎直放置的兩塊平行金屬板，它們與調(diào)壓電路相連，兩板間的電壓可以根據(jù)需要而改變．當(dāng)兩板間的電壓為U時(shí)，質(zhì)量為m、電量為－q的帶電粒子，以初速度v0從A板上的中心小孔沿垂直兩板的虛線射入電場(chǎng)中，在非常接近B板處沿