带电粒子在匀强电场中的偏转.ppt

带电粒子在匀强电场中的偏转,不计重力，且初速度v0E，则带电粒子将在电场中只受电场力作用做类平抛运动,电子射出电场时，在垂直于电场方向偏移的距离为：,粒子在垂直于电场方向的加速度：,由得侧移：,一、带电粒子在电场中的偏转：,1、侧向偏移：,沿电场方向匀速运动所以有：,电子射出电场时沿电场方向的速度不变仍为v0，而垂直于电场方向的速度：,故电子离开电场时的偏转角为：,注意到,说明穿出时刻的末速度的反向延长线与初速度延长线交点恰好在水平位移的中点。这一点和平抛运动的结论相同。,2、偏转角：,3、对偏移公式的讨论,对于不同的带电粒子若以相同的速度射入，则yq/m,若以相同的动能射入，则yq,若以相同的动量射入，则yqm,若经相同电压U0加速后射入，则,y与q、m无关,随加速电压的增大而减小，随偏转电压的增大而增大。,4、穿越电场过程的动能增量：Ek=Eqy（注意，一般来说不等于qU）,二、示波管的原理,利用两组正交的偏转极板，可以控制电子打在荧光屏上的位置。示意图如右：,两组偏转电极分别控制电子在水平、竖直方向的偏转。,一般在水平偏转电极上加扫描电压（从左向右周期性扫描），在竖直偏转电极上加需要研究的信号。,014.山东泰安市07年第一轮质量检测4,4竖直放置的平行金属板A、B连接一恒定电压，两个电荷M和N以相同的速率分别从极板A边缘和两板中间沿竖直方向进入板间电场，恰好从极板B边缘射出电场，如图所示，不考虑电荷的重力和它们之间的相互作用，下列说法正确的是（）A两电荷在电场中运动的时间相等B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D离开电场时，M的速度大于N的速度,AD,004.南京师大物理之友电学综合(二)2、,2.如图所示，质量相同的两个带电粒子P、Q以相同速度沿垂直于电场方向射入两平行板间的匀强电场中，P从两板正中央射入，Q从下极板边缘入射入，它们最后打在同一点(重力不计)，则从开始射入到打到上板的过程中（）A、它们的运动时间tQtPB、它们所带电量之比qP：qQ=1:2C、它们的动能增量之比D、它们的电势能减少量之比,BD,032.上海虹口区07学年度第一学期期终教学检测16,16、在真空中带电粒子P1和P2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）它们的初速垂直于电场强度方向，偏转之后分别打在下面金属板的B、C两点，已知，A点在O的正下方,且P1的带电量是P2的3倍，与粒子受到的电场力相比，其重力可略去不计，则P1和P2在空中飞行的时间之比t1:t2_，质量之比m1:m2_。,解：,1:2,3:4,039.08年深圳市第一次调研考试15,15（13分）实验表明，炽热的金属丝可以发射电子在图中，从炽热金属丝射出的电子流，经电场加速后进入偏转电场已知加速电极间的电压是2500V，偏转电极间的电压是2.0V，偏转电极长6.0cm，相距0.2cm电子的质量是0.9110-30kg，电子重力不计求：（1）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；（3）电子离开偏转电场时侧向移动的距离,解：,（1）由,得,（2）由,得：,（3）由,得：,043.南通、扬州、泰州三市08届第二次调研测试6,6如图所示，两种不同的正离子(不计重力)垂直射人偏转电场，从偏转电场射出时具有相同的偏转距离y和偏转角(偏转电压U保持不变)，则两种离子进入偏转电场前只要满足()A速度相同B动能相同C比荷和速度都相同D由静止经同一加速电场加速,CD,解见下页,解：,偏转距离y为,偏转角为,从偏转电场射出时具有相同的偏转距离y和偏转角,只要两种离子进入偏转电场前的比荷和速度都相同，或由静止经同一加速电场加速，即C、D正确,025.上海市黄浦区08年1月期终测评卷22,22一带电粒子以一定的初速度由P点射入匀强电场，入射方向与电场线垂直。粒子从Q点射出电场时，其速度方向与电场线成300角。已知匀强电场的宽度为d，P、Q两点的电势差为U，不计重力作用。求此匀强电场的场强大小。,解：,设带电粒子在P点时的速度为v0,在Q点建立直角坐标系,垂直于电场线为x轴,平行于电场线为y轴,由平抛运动的规律和几何知识求得粒子在y轴方向的分速度为,粒子在y方向上的平均速度为,粒子在y方向上的位移为y0,粒子在电场中的运动时间为t,得,得：,044.盐城市2008届六所名校联考试题6,6.一个初动能为Ek的带电粒子，以速度v垂直电场线方向飞入两块平行金属板间，飞出时动能为3Ek如果这个带电粒子的初速度增加到原来的2倍，不计重力，那么该粒子飞出时动能为（）A4EkB.4.5EkC.6EkD.9.5Ek,B,解见下页,解：,以速度v垂直电场线方向飞入，,以速度2v垂直电场线方向飞入,006.江苏南通08届第一次调研测试15,（1）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y，沿电场方向的速度为vy，偏转角为,其反向延长线通过O点,O点与板右端的水平距离为x，则有,解：,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间的中心,（2）,由式解得,当时，,则两板间所加电压的范围,（3）当时，粒子在屏上侧向偏移的距离最大（设为y0），则,而,解得,则粒子可能到达屏上区域的长度为,040.江苏淮安市0708学年度第一次调查测试15,15（12分）现代科学实验中常用的一种电子仪器叫示波器，它的核心部件是示波管，其工作原理如图所示，电量大小为e的电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始运动，然后射入电势差为U2的两块平行极板间的偏转电场中，入射方向跟极板平行，偏转电场的极板间距离为d，板长为L，整个装置处在真空中，电子重力可忽略，电子能射出平行板区.（1）偏转电场中，若单位偏转电压引起的偏移距离叫示波管的灵敏度，请通过计算说明提高示波管的灵敏度的办法；（2）求电子离开偏转电场时的动能大小.,解:（1）,在加速电场中,在偏转电场中，运动时间为t,L=vt,由上三式，得灵敏度,提高示波管的灵敏度方法：增大L、减小U1、减小d,（2）方法一：,由动能定理，得,将式代入，得,方法二：,出电场时的水平速度,vx=v0,竖直速度,出电场时动能大小,