带电粒子先加速后偏转

带电粒子先加速后偏转在电子技术中的应带电粒子先加速后偏转在电子技术中的应用用示波管。示波管。v构造构造-+-+-xxyy电子枪电子枪偏转电极偏转电极荧荧光光屏屏CUmgdq40107.830tan20210mvFs030tandUqmg mgF2mgvs5.24203000vmgFqE300得：得：方法方法1:牛顿第二定律牛顿第二定律+运动学规律运动学规律一、带电粒子在匀强电场中的匀变速一、带电粒子在匀强电场中的匀变速ABUdE+Fv由牛顿第二定律：由牛顿第二定律：mFa mqEmdqU由运动学公式：由运动学公式：adv202adv2mqU2mqUv2方法二方法二:动能定理动能定理 ABUdE+v由动能定理：由动能定理：0212mvWqUW 又221mvqU mqUv2一、带电粒子在电场中的加速一、带电粒子在电场中的加速 练习练习1：实验表明，炽热的金属丝可以发射电：实验表明，炽热的金属丝可以发射电子。在炽热金属丝和金属板间加以电压子。在炽热金属丝和金属板间加以电压U=2500V，从炽热金属丝发射出的电子在真空，从炽热金属丝发射出的电子在真空中被加速后，从金属板的小孔穿出。电子射出中被加速后，从金属板的小孔穿出。电子射出后的速度有多大？后的速度有多大？-U +金属丝 金属板VE电子的质量为电子的质量为0.9110-30 kg，电子的电荷量电子的电荷量e=1.610-19 C练习练习2 2：如图所示，在如图所示，在P P板附近有一电子由静止开始板附近有一电子由静止开始向向Q Q板运动，则关于电子在两板间的运动情况，下列板运动，则关于电子在两板间的运动情况，下列叙述正确的是：叙述正确的是：()()A.A.两板间距越大，加速的时间越长两板间距越大，加速的时间越长B.B.两板间距离越小，加速度就越大，则电子到达两板间距离越小，加速度就越大，则电子到达Q Q板时的速度就越大板时的速度就越大C.C.电子到达电子到达Q Q板时的速度与板间距离无关，仅与加板时的速度与板间距离无关，仅与加速电压有关速电压有关D.D.电子的加速度和末速度都与板间距离无关电子的加速度和末速度都与板间距离无关AC 下列粒子由静止经加速电压下列粒子由静止经加速电压 为为U U的电场加速后，的电场加速后，哪种粒子动能最大哪种粒子动能最大 （）哪种粒子速度最大哪种粒子速度最大 （）A A、质子、质子 B B、电子、电子 C C、氘核、氘核 D D、氦核、氦核 强化练习强化练习mqUv2qUmvEk221与与电量电量成正比成正比与与比荷平方比荷平方根根成正比成正比D DB质子e/m电子1840e/m氘核e/2m氦核2e/4m如图所示，如图所示，MM、N N是在真空中竖直放置的两块是在真空中竖直放置的两块平行金属板，质量为平行金属板，质量为mm、电量为、电量为+q+q的质子，以极的质子，以极小的初速度由小孔进入电场，当小的初速度由小孔进入电场，当MM、N N间电压为间电压为U U时，粒子到达时，粒子到达N N板的速度为板的速度为v，如果要使这个带，如果要使这个带电粒子到达电粒子到达N N板的速度为板的速度为2 2v ，则下述方法能满足，则下述方法能满足要求的是（要求的是（）A A、使、使MM、N N间电压增加为间电压增加为2U 2U B B、使、使MM、N N间电压增加为间电压增加为4U 4U C C、使、使MM、N N间电压不变，距离减半间电压不变，距离减半 DD、使、使MM、N N间电压不变，距离加倍间电压不变，距离加倍 MMN NU Ud d+mqUv2v与与电压平方电压平方根根成正比成正比B强化练习强化练习AB B121241122121mqmqvv211121vmUqAB222221vmUqAB 强化练习强化练习粒子做什么运动？能否用动力学观点解决？粒子做什么运动？能否用动力学观点解决？二、带电粒子在匀强电场中的偏转二、带电粒子在匀强电场中的偏转 ld+-+Uv0q、m二、带电粒子在匀强电场中的偏转二、带电粒子在匀强电场中的偏转 ld+-+Uv0q、mF+vv0vyy偏转角偏转角侧移侧移二、带电粒子在匀强电场中的偏转二、带电粒子在匀强电场中的偏转mFa mqEmdqU0vlt 221aty dmvqUl2022类平抛运动类平抛运动与粒子比荷与粒子比荷q/m成正比成正比与粒子初速度与粒子初速度v0平方成反比平方成反比与电场的属性与电场的属性U、l、d有关有关二、带电粒子在匀强电场中的偏转二、带电粒子在匀强电场中的偏转mFa mqEmdqU0vlt atvydmvqUl0与粒子比荷与粒子比荷q/m成正比成正比与粒子初速度与粒子初速度v0平方成反比平方成反比与电场的属性与电场的属性U、l、d有关有关0tanvvydmvqUl20类平抛运动类平抛运动练习：练习：如图所示一电子以初速度如图所示一电子以初速度V0=3.0X107m/s沿垂沿垂直电场方向射入的电场，两极板的长度为直电场方向射入的电场，两极板的长度为L=6.0cm，相距，相距d=2cm，极板间电压，极板间电压U=200V.求求1）电子射出电场所用时间？电子射出电场所用时间？v v0 0-qmU+-dLF求求2）电子射出电场时沿垂直板面方向偏移的）电子射出电场时沿垂直板面方向偏移的距离距离y。-qymU+-dLF求求3)电子离开电场时偏转的角度电子离开电场时偏转的角度tan。U=200V.4)如何求电子离开电场时的速度？如何求电子离开电场时的速度？v v0 0-qymU2+-dLFv vt tv v0 0v vy y如如图，电子在电势差为图，电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始的加速电场中由静止开始加速，然后射入电势差为加速，然后射入电势差为U2的两块平行极板间的电的两块平行极板间的电场中，入射方向跟极板平行。整个装置处在真空中，场中，入射方向跟极板平行。整个装置处在真空中，重力可忽略。在满足电子能射出平行板区的条件下，重力可忽略。在满足电子能射出平行板区的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角下述四种情况中，一定能使电子的偏转角变大的变大的是是 A、U1变大、变大、U2变大变大 B、U1变小、变小、U2变大变大C、U1变大、变大、U2变小变小 D、U1变小、变小、U2变小变小挑战1 20121mvqU 1202qUmvdmvleU202tan析与解析与解对加速过程由动能定理：对加速过程由动能定理：对偏转过程由偏转角正切公式：对偏转过程由偏转角正切公式：dUlU122与粒子的与粒子的电量电量q、质量质量m无关无关dUlUy1224挑战2ydUlU1224与粒子的与粒子的电量电量q、质量质量m无关无关 挑战3dmvqUly2022dmvqUl20tantanyx dmvqUldmvqUl2020222lx如图所示，有一电子如图所示，有一电子(电量为电量为e、质量为、质量为m)经经电压电压U0加速后，沿平行金属板加速后，沿平行金属板A、B中心线进中心线进入两板，入两板，A、B板间距为板间距为d、长度为、长度为L，A、B板间电压为板间电压为U，屏，屏CD足够大，距离足够大，距离A、B板右板右边缘边缘2L，AB板的中心线过屏板的中心线过屏CD的中心且与屏的中心且与屏CD垂直。试求电子束打在屏上的位置到屏中垂直。试求电子束打在屏上的位置到屏中心间的距离。心间的距离。挑战4析与解析与解电子离开电场，就好象从中点沿直线离开的：电子离开电场，就好象从中点沿直线离开的：tan)22(llydUUl0245 y对加速过程由动能定理：对加速过程由动能定理：20021mveU 0202eUmvdUUl02tantT2TOU-UudABe物体的运动性质由初速度和合外力两个因素共同决定物体的运动性质由初速度和合外力两个因素共同决定