带电粒子在交变电场中的运动

1、,第6单元专题 带电粒子在交变电场中的应用,一、交变电场的产生 【例1】 平行板电容器两极间的电压如下图所示能在电容器两极板间得到交变电场的是( ),ABD,二、交变电场中的带电粒子 【例2】 如图甲所示，两个平行金属板P、Q正对竖直放置，两板间加上如图乙所示的交变电压t0时，Q板比P板电势高U0，在两板的正中央M点有一电子在电场力作用下由静止开始运动(电子所受重力可忽略不计)，已知电子在04t0时间内未与两板相碰则电子速度方向向左且速度最大的时刻是( ),Att0 Bt2t0 Ct3t0 Dt4t0,C,vt图象解决交变电场中带电粒子的运动,如图，A板的电势UA0，B板的电势UB随时间的变化

2、规律如图所示。则 A. 若电子是在t0时刻从A板小孔进入的，它将一直向B板运动 B. 若电子是在tT/8时刻进入的，它可能时而向B板运动，时而向A板运动,最后打在B板上 C. 若电子是在t3T/8时刻进入的，它可能时而向B板运动，时而向A板运动,最后打在B板上 D. 若电子是在tT/2时刻进入的，它可能时而向B板、时而向A板运动,T,T/2,F=Eq=U0q/d,F=ma,a= U0q/md,若电子在t0 时刻进入,T,t / s,U/ v,0,U0,-U0,T/2,2T,3T/2,T,t / s,0,T/2,2T,3T/2,a/ m/s2,a0,-a0,T,0,T/2,2T,3T/2,t /

3、 s,v0,-v0,若电子是在t T/8时刻进入的,v / m/s,T,t / s,U/ v,0,U0,-U0,T/2,2T,3T/2,T,t / s,0,T/2,2T,3T/2,a/ m/s2,a0,-a0,T,0,T/2,2T,3T/2,t / s,v0,-v0,若电子是在t 3T/8时刻进入的,v / m/s,T,t / s,U/ v,0,U0,-U0,T/2,2T,3T/2,T,t / s,0,T/2,2T,3T/2,a/ m/s2,a0,-a0,T,0,T/2,2T,3T/2,t / s,v0,-v0,若电子是在t T/4时刻进入的,v / m/s,如图，A板的电势UA0，B板的电势

4、UB随时间的变化规律如图所示。则 A.若电子是在t0时刻从A板小孔进入的，它将一直向B板运动 B.若电子是在tT/8时刻进入的，它可能时而向B板运动，时而向A板运动,最后打在B板上 C.若电子是在t3T/8时刻进入的，它可能时而向B板运动，时而向A板运动,最后打在B板上 D.若电子是在tT/2时刻进入的，它可能时而向B板、时而向A板运动.,【触类旁通】 (2011安徽)如下图所示，两平行正对的金属板A、B间加有如图(b)所示的交变电压，一重力可忽略不计的带正电粒子被固定在两板的正中间P处若在t0时刻释放该粒子，粒子会时而向A板运动，时而向B板运动，并最终打在A板上，则t0可能属于的时间段是(

5、),二、交变电场中极短时间下的场的模型 【例2】 如图所示，在真空中速度为v06.4107 m/s的电子束连续地射入两平行极板之间极板长度为l8.0102 m，间距为d5.0103 m两极板不带电时，电子束将沿两极板之间的中线通过在两极板上加一个50 Hz的交变电压UU0sint，如果所加电压的最大值U0超过某一值UC时，将开始出现以下现象：电子束有时能通过两极板，有时间断，不能通过求：,(1)UC的大小； (2)U0为何值才能使通过的时间(t)通跟间断的时间(t)断之比为(t)通(t)断21.,【答案】 (1)91 V (2)105 V,一、示波管的原理 如下图所示为示波管原理图 对示波管的

6、分析有以下三种情形,(1)偏转电极不加电压：从电子枪射出的电子将沿直线运动，射到荧光屏的中心形成一个亮斑,(2)仅在XX(或YY)加电压： 若所加为恒定电压，则电子流被加速后进入偏转场，最后射到荧光屏上XX(或YY)所在直线上某一点，形成一个亮斑(不在中心)如上图所示设加速电压为U1，偏转电压U2，偏转电场极板长L，偏转电极右端到荧光屏的距离为L. 在加速电场中，由动能定理，得,若所加电压按正弦函数规律变化，UUmsint，偏移也将按正弦规律变化如xxmsint或yymsint.即亮斑在水平方向或竖直方向做简谐运动当电压变化很快时，亮斑移动很快，由于视觉暂留和荧光物质的残光特性，亮斑的移动看起

7、来就成为一条水平或竖直的亮线,【例1】 (2011安徽)图(a)为示波管的原理图如果在电极YY之间所加的电压按图(b)所示的规律变化，在电极XX之间所加的电压按图(c)所示的规律变化，则在荧光屏上会看到的图形是( ) 【答案】 B,二、反射式速调管 【例2】 (2011福建) 反射式速调管是常用的微波器件之一，它利用电子团在电场中的振荡来产生微波，其振荡原理与下述过程类似如右图所示，在虚线MN两侧分别存在着方向相反的两个匀强电场，一带电微粒从A点由静止开始，在电场力作用下沿直线在A、B两点间往返运动已知电场强度的大小分别是E12.0103 N/C和E24.0103 N/C，方向如图所示，带电微粒质量m1.01020 kg，带电量q1.0109 C，A点距虚线MN