第06节示波器的奥秘

1、带电粒子在电场中的运动示波器的奥妙,考点分析,1、带电粒子在电场中的加速（II） 2、带电粒子在电场是匀强电场中的 偏转（II） 3、示波器（I）,解决带电粒子在电场中运动的基本思路：, 基本粒子的重力可以忽略,（电子、质子、离子、粒子等）, 带电颗粒的重力不可以忽略,（带电小球、液滴、尘埃等）,*若题目有说明或暗示的话，则以理解题意为准。,1、受力分析：,（注：带电粒子重力是否考虑）,2、运动轨迹和过程的分析。,带电粒子运动形式决定于：受力情况和初速度情况,3、解题的依据：（选择恰当的规律）,力的观点。,能量的观点。,动量的观点。,1、受力分析:,水平向右的电场力 FqE=qU/d,2、运动

2、分析:,初速度为零，加速度为a=qU/md的向右匀加速直线运动。,解法一运用运动学知识求解,解法二运用动能定理知识求解,粒子加速后的速度只与加速电压有关,如图所示，水平放置的A、B两平行板相距h有一质量为m，带电量为+q 的小球在B板之下H处以V0的初速度竖直向上进入两板间，欲使小球恰好打在A板，则A、B板间的电势差是多少？(两极板电势关系：UBUA),H,解：由动能定理得：,练习,d,U,v0,q、m,F,v,v0,vy,y,偏转角,侧移,1.受力分析：,2.运动规律分析:,x方向 Y方向,粒子受到竖直向下 的静电力 F qE = qU/d。,作类平抛运动,匀速直线运动,匀加速直线运动,3.

3、 x方向,4. y方向,5、离开电场时的偏转角的正切：,不考虑重力作用,匀变速直线运动,类平抛运动,1、 有一质量为m 带电荷+q 的粒子经电压U0加速后，进入两块间距为d，长度为l 的平行金属板，板间电压为U，求电荷的偏移量y和偏转角 。,解：设电荷进入偏转电场时速度大小为V0 ，则,电荷在偏转电场中加速度为a,电荷在偏转电场中运动时间为t,偏移量：,注: 不同的带电粒子被同一电场加速后进入偏转电场, 运动情景一样！,试证明：带电粒子垂直进入偏转电场，离开电场时就好象是从初速度所在直线的中点沿直线离开电场的。,x,思考题,一个电荷量为-q质量为m的带电粒子，由静止进入一个电压为U1的加速电场

4、加速后，又垂直进入一个电压为U2的偏转电场，经偏转电场偏转后打在荧光屏上,整个装置如图示. (不计粒子的重力).求: (1)出偏转电场时的偏移距离y； (2)出偏转电场时的偏转角； (3)打在荧光屏上时的偏移距离Y.,U2 d l,O,L,一束电子流在经U=5000V的加速电压加速后，在距两极板等距离处垂直进入平行板间的匀强电场，如图所示。若两极板间距d=1.0cm，板长l=5.0cm,那么要使电子刚好能从平行板间飞出，两极板上所加电压为多少？,U,l,【例1 】如图4所示，一带电荷量为q、质量为m的小物块处于一倾角为37的光滑斜面上，当整个装置被置于一水平向右的匀强电场 中，小物块恰好静止重

5、力加速度取g，sin 370.6，cos 370.8. 求： (1)水平向右电场的电场强度； (2)若将电场强度减小为原来的1/2，物块的加速 度是多大； (3)电场强度变化后物块下滑距离L时的动能,图4,如图所示，两平行金属板竖直放置，左极板接地，中间有小孔。右极板电势随时间变化的规律如图所示。电子原来静止在左极板小孔处。（不计重力作用）下列说法中正确的是 A.从t= 0时刻释放电子，电子将始终向右运动 B.从t= 0时刻释放电子，电子可能在两板间振动 C.从t= T/4时刻释放电子，电子一定打到右极板上 D.从t= 3T/8时刻释放电子，电子一定打到左极板上,AD,等效重力场,例题1 如图

6、所示，ab是半径为R的圆的一条直径，该圆处于匀强电场中，匀强电场与圆周在同一平面内。现在该平面内，将一带正电的粒子从a点以相同的动能抛出，抛出方向不同时，粒子会经过圆周上不同的点，在这些所有的点中，到达c点时粒子的动能最大。已知cab=30，若不计重力和空气阻力，试求：电场方向与ac间的夹角。,例题2 如图所示，一条长为L的细线上端固定在O点，下端系一个质量为m的小球，将它置于一个很大的匀强电场中，电场强度为E，方向水平向右，已知小球在B点时平衡，细线与竖直线的夹角为。求：当细线与竖直线的夹角为多大时，才能使小球由静止释放后，细线到竖直位置时，小球速度恰好为零？,思路分析：对小球在B点时所受恒力进行分析（如图所示），,将重力与电场力等效为一个恒力，将其称为等效重力可得：，小球就做只受“重力”mg与绳拉力作用的运动，可等效为单摆运动。 如下图所示,根据单摆对称运动规律可得，B点为振动的平衡位置，竖直位置对应小球速度为零是最大位移处，另一最大位移处在小球释放位置，根据振动对称性即可得出，当细线与竖直线的夹角满足，小球从这一位置由静止释放后至细线到竖直位置时，小球速度恰好为零。,重力与电场力合力F合，F合=,绳拉物体在竖直平面内的圆周运动,例题3：在水平向右的匀强电场中,有一质量为m、带正电的小球,用长为l的绝缘细线悬挂于O点,当小球静止时