D034.带电粒子在匀强电场中的偏转PPT文档格式.ppt
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一、带电粒子在电场中的偏转:
1、侧向偏移:
向偏移:
沿沿电场方向匀速运方向匀速运动所以有:
所以有:
vtULv0m,qyv0vyd电子射出子射出电场时沿沿电场方向的速度不方向的速度不变仍仍为v0,而垂直而垂直于于电场方向的速度:
方向的速度:
故故电子离开子离开电场时的偏的偏转角角为:
为:
注意到注意到说明穿出明穿出时刻的末速度的反向延刻的末速度的反向延长线与初速度延与初速度延长线交点恰好在水平交点恰好在水平位移的中点。
这一点和平抛运动位移的中点。
这一点和平抛运动的结论相同。
的结论相同。
2、偏、偏转角:
角:
3、对偏移公式的讨论对偏移公式的讨论对于不同的带电粒子对于不同的带电粒子若以相同的速度射入,则若以相同的速度射入,则yq/m若以相同的动能射入,则若以相同的动能射入,则yq若以相同的动量射入,则若以相同的动量射入,则yqm若经相同电压若经相同电压U0加速后射入,则加速后射入,则y与与q、m无关无关,随加速电压的增大而减小,随偏转随加速电压的增大而减小,随偏转电压的增大而增大。
电压的增大而增大。
4、穿越、穿越电场过程的程的动能增量:
能增量:
Ek=Eqy(注意,一般来(注意,一般来说不等于不等于qU)二、示波管的原理二、示波管的原理YXY偏转电极偏转电极X电子枪电子枪荧荧光光屏屏利利用用两两组组正正交交的的偏偏转转极极板板,可可以以控控制制电电子子打打在在荧荧光光屏屏上的位置。
示意图如右:
上的位置。
两组偏转电极分别控制电子在水平、竖直方向的偏转。
一一般般在在水水平平偏偏转转电电极极上上加加扫扫描描电电压压(从从左左向向右右周周期期性性扫扫描描),在在竖竖直直偏偏转转电电极极上上加加需需要要研研究究的信号。
的信号。
014.山东泰安市山东泰安市07年第一轮质量检测年第一轮质量检测44竖竖直直放放置置的的平平行行金金属属板板A、B连连接接一一恒恒定定电电压压,两两个个电电荷荷M和和N以以相相同同的的速速率率分分别别从从极极板板A边边缘缘和和两两板板中中间间沿沿竖竖直直方方向向进进入入板板间间电电场场,恰恰好好从从极极板板B边边缘缘射射出出电电场场,如如图图所所示示,不不考考虑虑电电荷荷的的重重力力和和它它们们之之间间的的相相互作用,下列说法正确的是互作用,下列说法正确的是()A两电荷在电场中运动的时间相等两电荷在电场中运动的时间相等B两电荷在电场中运动的加速度相等两电荷在电场中运动的加速度相等C两电荷的比荷可能相等两电荷的比荷可能相等D离开电场时,离开电场时,M的速度大于的速度大于N的速度的速度ADABMN004.南京师大物理之友电学综合南京师大物理之友电学综合(二二)2、2.如如图图所所示示,质质量量相相同同的的两两个个带带电电粒粒子子P、Q以以相相同同速速度度沿沿垂垂直直于于电电场场方方向向射射入入两两平平行行板板间间的的匀匀强强电电场场中中,P从从两两板板正正中中央央射射入入,Q从从下下极极板板边边缘缘入入射射入入,它它们们最最后后打打在在同同一一点点(重重力力不不计计),则则从从开开始始射射入入到到打打到到上上板板的过程中的过程中()A、它们的运动时间它们的运动时间tQtPB、它们所带电量之比它们所带电量之比qP:
qQ=1:
2C、它们的动能增量之比它们的动能增量之比D、它们的电势能减少量之比它们的电势能减少量之比PQBD032.上海虹口区上海虹口区07学年度第一学期期终教学检测学年度第一学期期终教学检测1616、在真空中带电粒子、在真空中带电粒子P1和和P2先后以相同的速度从先后以相同的速度从O点射入两平行板间的匀强电场(如图)它们的初速点射入两平行板间的匀强电场(如图)它们的初速垂直于电场强度方向,偏转之后分别打在下面金属垂直于电场强度方向,偏转之后分别打在下面金属板的板的B、C两点,已知两点,已知,A点在点在O的正下方的正下方,且且P1的带电量是的带电量是P2的的3倍,与粒子受到的电场力相比,倍,与粒子受到的电场力相比,其重力可略去不计,则其重力可略去不计,则P1和和P2在空中飞行的时间之在空中飞行的时间之比比t1:
t2_,质量之比质量之比m1:
m2_。
v0ACBO解:
解:
1:
23:
4039.08年深圳市第一次调研考试年深圳市第一次调研考试1515(13分分)实实验验表表明明,炽炽热热的的金金属属丝丝可可以以发发射射电电子子在在图图中中,从从炽炽热热金金属属丝丝射射出出的的电电子子流流,经经电电场场加加速速后后进进入入偏偏转转电电场场已已知知加加速速电电极极间间的的电电压压是是2500V,偏偏转转电电极极间间的的电电压压是是2.0V,偏偏转转电电极极长长6.0cm,相相距距0.2cm电电子子的的质质量量是是0.9110-30kg,电电子子重重力力不不计计求:
求:
(1)电子离开加速电场时的速度;
)电子离开加速电场时的速度;
(2)电子离开偏转电场时的侧向速度;
)电子离开偏转电场时的侧向速度;
(3)电子离开偏转电场时)电子离开偏转电场时侧向移动的距离侧向移动的距离2500Vl=6.0cm+-解:
(1)由)由得得
(2)由)由得:
得:
(3)由)由得:
043.南通、扬州、泰州三市南通、扬州、泰州三市08届第二次调研测试届第二次调研测试66如如图图所所示示,两两种种不不同同的的正正离离子子(不不计计重重力力)垂垂直直射射人人偏偏转转电电场场,从从偏偏转转电电场场射射出出时时具具有有相相同同的的偏偏转转距距离离y和和偏偏转转角角(偏偏转转电电压压U保保持持不不变变),则则两两种种离离子子进进入入偏偏转电场前只要满足转电场前只要满足()A速度相同速度相同B动能相同动能相同C比荷和速度都相同比荷和速度都相同D由静止经同一加速电场加速由静止经同一加速电场加速Lv0dyCD解见下页解见下页解:
偏转距离偏转距离y为为偏转角偏转角为为从偏转电场射出时具有相同的偏转距离从偏转电场射出时具有相同的偏转距离y和偏转角和偏转角,只要只要两种离子进入偏转电场前的两种离子进入偏转电场前的比荷和速度都相同,比荷和速度都相同,或由静止经同一加速电场加速,即或由静止经同一加速电场加速,即C、D正确正确025.上海市黄浦区上海市黄浦区08年年1月期终测评卷月期终测评卷2222一带电粒子以一定的初速度由一带电粒子以一定的初速度由P点射入匀强电点射入匀强电场,入射方向与电场线垂直。
粒子从场,入射方向与电场线垂直。
粒子从Q点射出电场点射出电场时,其速度方向与电场线成时,其速度方向与电场线成300角。
已知匀强电场角。
已知匀强电场的宽度为的宽度为d,P、Q两点的电势差为两点的电势差为U,不计重力作不计重力作用。
求此匀强电场的场强大小。
用。
dEPQ解:
设带电粒子在设带电粒子在P点时的速度为点时的速度为v0,在在Q点建立直角坐点建立直角坐标系标系,垂直于电场线为垂直于电场线为x轴轴,平行于电场线为平行于电场线为y轴轴,由平抛由平抛运动的规律和几何知识求得粒子在运动的规律和几何知识求得粒子在y轴方向的分速度为轴方向的分速度为粒子在粒子在y方向上的平均速度为方向上的平均速度为粒子在粒子在y方向上的位移为方向上的位移为y0,粒子在电场中的运动时间为粒子在电场中的运动时间为t得得得:
044.盐城市盐城市2008届六所名校联考试题届六所名校联考试题66.一一个个初初动动能能为为Ek的的带带电电粒粒子子,以以速速度度v垂垂直直电电场场线线方方向向飞飞入入两两块块平平行行金金属属板板间间,飞飞出出时时动动能能为为3Ek如如果果这这个个带带电电粒粒子子的的初初速速度度增增加加到到原原来来的的2倍倍,不不计计重力,那么该粒子飞出时动能为重力,那么该粒子飞出时动能为()A4EkB.4.5EkC.6EkD.9.5EkB解见下页解见下页解:
以速度以速度v垂直电场线方向飞入,垂直电场线方向飞入,Lv0dy1以速度以速度2v垂直电场线方向飞入垂直电场线方向飞入L2v0dy2006.江苏南通江苏南通08届第一次调研测试届第一次调研测试1515如如图图所所示示,真真空空中中水水平平放放置置的的两两个个相相同同极极板板Y和和Y长长为为L,相相距距d,足足够够大大的的竖竖直直屏屏与与两两板板右右侧侧相相距距b在在两两板板间间加加上上可可调调偏偏转转电电压压U,一一束束质质量量为为m、带带电电量量为为+q的的粒粒子子(不不计计重重力力)从从两两板板左左侧侧中中点点A以以初速度初速度v0沿水平方向射入电场且能穿出沿水平方向射入电场且能穿出
(2)求两板间所加偏转电压求两板间所加偏转电压U的范围的范围(3)求粒子可能到达屏上区域的长度求粒子可能到达屏上区域的长度
(1)证明粒子飞出电场后的速度方向的反向延长线交证明粒子飞出电场后的速度方向的反向延长线交于两板间的中心于两板间的中心O点;
点;
YYv0AdbL
(1)设粒子在运动过程中的加速度大小为)设粒子在运动过程中的加速度大小为a,离开偏转电场时偏转距离为离开偏转电场时偏转距离为y,沿电场方向的速度为沿电场方向的速度为vy,偏转角为偏转角为,其反向延长线通过其反向延长线通过O点点,O点与板右端的点与板右端的水平距离为水平距离为x,则有则有解:
LbYYv0AOv0vyxy联立可得联立可得即粒子飞出电场后的速度方向的反向延长线交于两板即粒子飞出电场后的速度方向的反向延长线交于两板间的中心间的中心
(2)由由式解得式解得当当时,时,则两板间所加电压的范围则两板间所加电压的范围(3)当)当时,粒子在屏上侧向偏移的距离最大时,粒子在屏上侧向偏移的距离最大(设为(设为y0),),则则v0AOxy0d/2YYLb而而解得解得则粒子可能到达屏上区域的长度为则粒子可能到达屏上区域的长度为040.江苏淮安市江苏淮安市0708学年度第一次调查测试学年度第一次调查测试1515(12分分)现现代代科科学学实实验验中中常常用用的的一一种种电电子子仪仪器器叫叫示示波波器器,它它的的核核心心部部件件是是示示波波管管,其其工工作作原原理理如如图图所所示示,电电量量大大小小为为e的的电电子子在在电电势势差差为为U1的的加加速速电电场场中中由由静静止止开开始始运运动动,然然后后射射入入电电势势差差为为U2的的两两块块平平行行极极板板间间的的偏偏转转电电场场中中,入入射射方方向向跟跟极极板板平平行行,偏偏转转电电场场的的极
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- D034 带电 粒子 电场 中的 偏转
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