9 带电粒子在电场中的运动

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1、9带电粒子在电场中的运动你知道老式的电视机荧光屏后面藏的是什么吗？电子枪发射出的电子打在荧光屏上，使屏幕发光。要想使整个屏幕发光，电子应做何种运动？根据力与运动的关系，想一想偏转电压应符合什么条件？1.了解带电粒子在电场中的运动——只受电场力，带电粒子做匀变速运动。2.掌握初速度与场强方向垂直的带电粒子在电场中的运动。(重点)3.知道示波管的主要构造和工作原理。U+qm+__ｖ=?F带电粒子在匀强电场中运动情况：受到恒定的电场力受力情况：做匀变速运动一、带电粒子的加速：（不计重力）对带电粒子在电场中的运动

2、，从受力的角度来看，遵循牛顿运动定律，从做功的角度来看，遵循能的转化和守恒定律．解法一　运用运动学知识求解解法二　运用能量知识求解qUm+_带电粒子的加速d如两极板间不是匀强电场该用何种方法求解？为什么？由于电场力做功与电场是否匀强无关，与运动路径也无关，第二种方法仍适用！结论：由于电场力做功，与电场是否匀强无关,与运动路径也无关，所以在处理电场对带电粒子的加速问题时，一般都是利用动能定理进行处理。例1.如图所示，在A板附近有一电子由静止开始向B板运动，则关于电子到达B板时的速率，下列解释正确的是()A．

3、两板间距越大，运动时间就越长，则获得的速率越大B．两板间距越小，加速度就越大，则获得的速率越大C．与两板间的距离无关，仅与加速电压U有关D．以上解释都不正确解析：选C.带电粒子的末速度取决于电场力对粒子做功的情况．由W＝qU＝mv2知，电场力做的功由两板间电势差决定，而与板间距无关．故C正确．m+q+_v0你能画出带电微粒的运动轨迹吗？二、带电粒子的偏转：（不计重力）+++++++++---------v0+q.mdlFy+vv0vyθ1.运动状态分析：带电粒子以速度v0垂直于电场线方向飞入两带电平行板产

4、生的匀强电场时，若只受电场力作用，则带电粒子做匀变速曲线运动。2.偏转问题的分析处理方法：（类似平抛运动分析方法）（1）沿初速度方向是速度为v0的匀速直线运动；（2）沿电场力方向是初速度为零的匀加速直线运动。类平抛运动与粒子比荷成正比与粒子初速度v0的平方成反比与电场的属性U、l、d有关与粒子比荷成正比与粒子初速度v0的平方成反比与电场的属性U、l、d有关例2.如图所示,相距为d长度为l的平行板AB加上电压后,可在A、B之间的空间中产生电场,在A、B左端距AB等距离处的O点,有一电量为+q质量为m的粒子以

5、初速度v0沿水平方向(与A、B板平行)射入.不计重力,要使此粒子能从C处射出,则A、B间的电压应为()A.B.C.D.vo++++++++--------dABOCv0+++++-----θ或对偏转过程由偏转角正切公式：对偏转过程由侧移公式：解析：选A.U1+_电场中加速电场中偏转+_U2三、示波管的原理（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；XX′使电子束水平偏转。（3）荧光屏：电子束打到荧光屏上能使该处的荧光物质发光。如果在XX′之间不加电压,而在YY′之间所加的电压按图

6、所示的规律随时间变化，在荧光屏上会看到什么图形？YY′X′YY′随信号电压同步变化，但由于视觉暂留和荧光物质的残光特性，只能看到一条竖直的亮线。X示波器图象同理可得亮斑在水平方向的偏移随加在ＸＸ′上的电压而变化，若所加的电压为特定的周期性变化电压则亮斑在水平方向来回运动——扫描，如果扫描电压变化很快，亮斑看起来为一条水平的亮线。UXt扫描电压示波器图像YY′X′X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，在荧光屏上会看到什么图形？XYOABCDEFABCDEFABOCt1DE

7、Ft2UyUx如果信号电压是周期性的，并且扫描电压与信号电压的周期相同，就可以在荧光屏上得到待测信号在一个周期内随时间变化的稳定图像。XYY′X′UXt示波器图象O例3.如图，电子在电势差为U1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θ变大的是（）A.U1变大、U2变大B.U1变小、U2变大C.U1变大、U2变小D.U1变小、U2变小对偏转过程由偏转角

8、正切公式：与粒子的电量q、质量m无关解析：选B。对加速过程由动能定理：1.利用电场使带电粒子加速2.利用电场使带电粒子偏转从动力学和运动学角度分析从做功和能量的角度分析类似平抛运动的分析方法粒子在与电场垂直的方向上做匀速直线运动粒子在与电场平行的方向上做初速度为零的匀加速运动1．带电粒子垂直场强方向进入匀强电场，仅在电场力作用下发生偏转，在这一过程中带电粒子的（）A．电势能增加，动能减小B．电势能减小，动能增加C．机械能保持不