专题：带电粒子在电场中偏转详解.ppt

* * 十堰市东风高级中学 陈海山 示波管的结构示意图 电子枪 偏转电极 - + 荧光屏 Y Y’ X X’ Y Y’ X X’ 一、带电粒子在匀强电场中的加速和偏转 例1：如图，电子从灯丝K发出（初速度不计），经灯丝与A板间的电压U1加速，从A板中心孔沿中心线KO射出，然后垂直进入平行金属板M、N形成的电场中，电子穿过电场后打在荧光屏上的P点。已知M、N两板间的电压为U2，两板间的距离为d，板长为L1，板右端到荧光屏的距离为L2，电子质量为m，电荷量为e。不计电子的重力及它们之间的相互作用力。求：（1）电子穿过A板时的速度大小V0;（2）电子从偏转电场射出时速度偏转角的正切tanθ和偏 移量y；（3）P点到O点的距离Y。 _ + U1 K A + + + + + + - - - - - - U2 d O L1 L2 m e _ + U1 v0 K A Y v0 + + + + + + - - - - - - U2 d v y θ vy O L1 L2 m e P θ L1/2 思考与讨论：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？ X Y O A B C D E F A B C D E F A B O C t1 D E F t2 电子在极板间飞行的时间远小于极板电压变化周期，故电子在平行板间运动时可认为电压不变。 X′ Y′ 二、带电粒子在交变电场中运动 例2：两个相距为d 的平行金属板,有正对着的两小孔A、B,如图甲所示,两板间加如图乙所示的交变电压, 一质量为m,带电量为+q 的带电粒子,在t=0时刻从A孔处无初速释放（ t=0时刻，A板电势高，不计粒子重力） (1)试分析粒子的运动过程并画出v-t 图线 (2)若交变电场的周期T一定，为使带电粒子到达B孔时速度为零， A、B间距应满足什么条件？ 三、带电粒子在重力场和电场中运动 例3：如图所示，两极板水平放置的平行板电容器间形成匀强电场，两极板相距为d。一带正电的粒子从下极板A的左边缘以初速度v0射入，沿直线从上极板B的右边缘射出。已知微粒的电量为q、质量为m，下列说法正确的是 A．微粒的电势能减小了mgd ? B．两极板间的电势差为mgd/q C．B板的电势高于A板的电势 D．微粒的动能增加了mgd 研究带电粒子在电场中运动的两条主要线索 （1）力和运动的关系——牛顿第二定律 根据带电粒子受到的电场力，用牛顿第二定律分析粒子的加速度，结合运动学公式确定带电粒子的速度、位移等。这条线索通常适用于恒力作用下做匀变速运动的情况。 （2）功和能的关系——动能定理 根据电场力对带电粒子所做的功，引起带电粒子的能量发生变化，利用动能定理或从全过程中能量的转化，研究带电粒子的速度变化，经历的位移等。这条线索同样也适用于不均匀的电场。