高二物理课件 选修－《带电粒子在电场中的运动》.pdf

六合实验高中湍番琥赭军!毅加码既更加GHOME一、带电粒子在电场中的加速1，动力学方法：由牛顿第二定律:F qE qUCL-m由运动学公式:v2-0=2ad只适用于 匀强电场m md4 d?Ev=2ad=2qU mV=2qU mA 初速度不 为量呢?JU|河器需w蜜善蕨加破屋11 庆合实验高中一、带电粒子在电场中的加速2、动能定理:由动能定理：W=-mv2 0 2又W=qU：.qU=mv2也适用于非A d B ry牛二Vu掰网画闹1啖雷啾 1军1i n庆合实验高中做南缀I、下列粒子由静止经加速电压为U的电场加速后，哪种粒子动能最大（）哪种粒子速度最大（）A、质子 B、电子0笊核 D、氨核=mv=与电量成正比与比荷平方 根成正比NE I六合实验高中2、如图所示，M、N是在真空中竖直放置的两块平行金属板，质量为m、电量为+q的带电粒子,以极小的初速度由小孔进入电场，当M、N间电 压为U时，粒子到达N板的速度为%如果要使这 个带电粒子到达N板的速度为2V,则下述方法能满足要求的是（）A、使M、N间电压增加为2UB、使M、N间电压增加为4UC、使M、N间电压不变，距离减半D、使M、N间电号丕苑“贯如倍_0二:、与电压平方，丁；麻正比做南缀3、如图M、N是在真空中竖直放置的两块平行金属板，质量为m电量为-q的带电粒子，以初速度 V。由小孔进入电场，当M、N间电压为U时，粒子刚好能到达N板，如果要使这个带电粒子能够到达M、N两板间距的1/2处返回，则下述方法能满足要求的是（）M dA、B、C、D、12使初速度减半 使M、N间电压加倍使M、N间电压提高4倍使初速度和M、N间电压都加倍2mvQ=qU UdhU|MI庆合实验高中做南缀、如图所示的电场中有A、B两点，A、B的电势 差 Uab=100V,一个质量为 m=2.0X10T2kg、电量为q=-5.0X10-8C的带电粒子，以初速度吗=3.0*103111/$由人点运动到8点，求粒子到达B 点时的速率。（不计粒子重力）1 2 1 2WAB=mV mV0 WAB=QUABTT 1 2 1 2:.qU 4R=-m mv0 _r Qq为人一,Lb r,v=H vo=2x10%/sV m守恋W多春班啾 1军1六合实验高用5、如图所示，A、B为平行金属板电容器，两板 间的距离为d,在A板的缺口的正上方距离为h的 P处，有一静止的、质量为m、带电量为+q的液 滴由静止开始自由落下，若要使液滴不落在B板 上，两板间场强至少为多大？两板间的电压U至 少为多大？对全过程由动能定理:mg(Ji+d)qU=0U=mg(Ji+d)/qh I mg电粒子在匀强电场中的偏转u瑞康W噩海视限愚1NE庆合实验高中二，带电粒子在匀强电场中的偏转F _qE _ qU m m mdV。类平抛运动)_ 1?qUl2 y at-2 2nlyI d与粒子比荷夕6成正比V与粒子初速度为平方成反比西电场的属性U，I、有关1-WI六合实验高中二、带电粒子在匀强电场中的偏转F _qE _ qUm类平抛运动_)m mdV。mvd与粒子比荷胸成正比vv qUltan 0=-=%mv0 d与粒子初速度为平方成反比与电场的属性U，I，有关1-WI六合实验高中做南缀6、质量垂直进场后偏车(A、彳 Btan。=在口时以初速度y从中线 偏转角正切与mvd 询偏转角正切与个电电压成正比t来，一半，则粒子比荷成正比H偏转角正切与常子c、如果带电粒子的初离开电场后的偏转角正切为0.25D、如果带电粒子的初动能为原来的2倍，则粒子离开电场后的偏转角正切为0.25守恋W多春班啾 1军11!庆合实验高中I侬斐7、质子（质量为m、电量为e）和二价氢离子（质量为4m、电量为2e）以相同的初动能垂 直射入同一偏转电场中，离开电场后，它 们的偏转角正切之比为,侧移之比为_tan。v q?/mvod与电量成正比-qUl2 y-9Almvd与电量成正比守恋W多春班啾 1军1六合实验高中慢暨|8、三个电子在同一地点沿同一直线垂直飞L入偏转电场，如图所示。则由此可判断()A、b和c同时飞离电场B、在b飞离电场的瞬间，刚好打在下极板上C、进入电场时，C速度最大,D、c的动能增量最小，和b的动能增量一样大速度最小Cb守恋w多春班啾 1军1动京E庆合实验高中_ qUl2 Imvd而纥yb又t，：.tc tb i%”=券又J/2；,ta=tb而 kc六合实验高中9、如图，电子在电势差为Ui的加速电场中由静止 开始加速，然后射入电势差为U2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，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e变大的是（）A、U1变大、U2变大C、5变大、U2变小B、U1变小、5变大 D、U1变小、U2变小守恋W多春班啾 1军1六合实验高中曾饕I对加速过程由动能定理：1 2 2qU=mVo：.mv0=2qUx对偏转过程由偏转角正切公式:八 eUl tan 0-mv0 d 2Ud与粒子的电量q、质量m无关U.I便内绘10、如图所示，二价氯离子和质子的混合体,经同一加速电场加速后，垂直射入同一偏 转电场中，偏转后，打在同一荧光屏上，则它们（）A B CD、侧移相同偏转角相同到达屏上同一点 到达屏上不同点y 二守恋W多春班啾 1军1F3代合实验高中做南缀11、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中点沿直线离开电场的。+X为/-A-qUl27 _ 2mvdtan 质量为 lX10-25kg、电量为 1X10-16C 的带电粒子以2X 106m/s速度从水平放置的 平行金属板A,B中央沿水平方向飞入板间，如图所示。已知板长L=10cm,间距d=2cm,当AB间电压在范围内时,此带电粒子能从板间飞出。+=F T+阳用网I对偏转过程由偏转角正切公式:守恋W多春班啾 1军11 n厌合实验高中做南缀14、初速度为2X107m/s的电子沿平行金属板间的中心线射入板中，板长为30cm,相距为4s,在两板间加上如图所示的正弦 交变电压。已知电子的质量为9X10-3iKg,电量为1.6X10-19。，不计电子重力，求：要使所有的电子都能离开电场，图中电压的 最大值%需满足什么条件？9八L，t/X1031 n厌合实验高中I陶同锢设电子在两板间的运动时间为,=1.5x10-8 V。.t 0.02s设电子在偏转电压为U0时进入板间V J7=gf -2mvd 2可认为在t时间 内电场不变,2/2J 2、V1 y t/xio六合实验高用带电粒子在交变电场中的运动在两个相互平行的金属板间加交变电压时，在 两板间便可获得交变电场。此类电场从空间看是匀 强电场，即同一时刻，电场中各个位置处电场强度 的大小、方向都相同；从时间上看是变化的，即电 场强度的大小、方向都可随时间变化。当带电粒子通过电场的时间远远小于电场变化 的周期时，可认为电场强度的大小、方向都不变。研究带电粒子在这种交变电场中的运动，关键是根据电场变化的特点，正确地判断粒子的运动情况。守恋W多春班啾 1军1六合实验高中示波管的原理三、产生高速飞 行的蛀豆锯齿形扫使电子沿X描电压F方向偏移T9 O-I I待显示的 电压信号J使电子沿Y、方向偏移J守恋W多春班啾 1军11 n厌合实验高中三、示波管的原理1如果在电极XX之间不加电压，而在YY 之间加不变电压，使Y的电势比Y高，电子 将打在荧光屏的什么位置?电子沿Y方三、示波管的原理1如果在电极XX之间不加电压，而在YY 之间加不变电压，使Y的电势比Y高，电子 将打在荧光屏的什么位置?电子沿Y方三、示波管的原理1如果在电极XX之间不加电压，但在YY 之间加不变电压，使Y的电势比Y高，电子 将打在荧光屏的什么位置?如果在电极YY之间不加电压，但在XX，之间加不变电压,子将打在荧光屏E电子沿x方、向向里偏斜旭子他偏转电&OI/.、X，高，电1 n厌合实验高中三、示波管的原理1如果在电极XX之间不加电压，但在YY 之间加不变电压，使Y的电势比Y高，电子 将打在荧光屏的什么位置?如果在电极YY之间不加电压，但在XX之间加不变电压，=蓝竹乂高，电N蛇打笈融/良的电子拈X万向向外偏转电慢守恋W多春班啾 1军11 六合实验高中三、示波管的原理2如果在电极XX之间不加电压，但在YY之间加如图所示的交变电压，在荧光屏上会 看到什么图形？KI六合实验高中三、示波管的原理2如果在电极XX之间不加电压，但在YY之间加如图所示的交变电压，在荧光屏上会 看到什么图形？tjtVt2电子沿Y方向向下偏移守恋W多春班啾 1军11 KI六合实验高中三、示波管的原理3、如果在YY之间加如图所示的交变电压,同时在XX之间加不变电压，使X的电势比X高，在荧光屏上会看到什么图形?Ovtvti电子沿Y 方向向上偏,沿Y卡后后用值5 AI六合实验高中三、示波管的原理3、如果在YY之间加如图所示的交变电压,同时在XX之间加不变电压，使X的电势比 X高，在荧光屏上会看到什么图形？titvt2电子沿Y 方向向下偏,沿 不方向向里偏5 A电子枪：n-4OnV偏转电&9：免风六合实验高中三、示波管的原理3、如果在YY之间加如图所示的交变电压,同时在XX之间加不变电压，使X的电势 比X高，在荧光屏上会看到什么图形？电子沿Y方向向 上向下偏,沿X I方向向外偏_J:18转电帔华2/环邕器画蜜元毅宓瞅T图15 AI六合实验高中三、示波管的原理4、如果在YY之间加如图所示的交变电压,同时在XX之间加锯齿形扫描电压，在荧III初用缭I15如图所示的示波管，如果在YY之间加如图所示的，同时在XX之间加如图所示的锯齿形电压，使X的电势比X高，在荧光屏上会看到什么图形?守恋W多春班啾 1军1六合实验高中III初用缭I15如图所示的示波管，如果在YY之间加如图所示的，同时在XX之间加如图所示的锯齿形电压，使X的电势比X高，在荧光屏上会16、真空室中电极X发出电子(初速不计)，经过 电压为q的加速电场后，由小孔诩水平金属板4 丽的中心线射入板中，板长，相距为&在两板 间加上如图乙所示的正弦交变电压，前半个周期内 B板的电势高于Z板的电势，已知电子的质量为m,带电量为e,不计电子重力，求：(1)电子进入4B板时的初速度；(2)要使所有的电子都能离开AB板，图乙中电压 的最大值%需满足什么条件？(3)在荧光屏上 1会看到什么图形？Y-4-宁三二】op7甲I尚同锢II设电子进入45板时的初速度为吗=；掰%2.%二2eU m设电子在偏转电压为U。时进入板间叫尸J2mvd 2甲