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1、第九節(jié)第九節(jié) 帶電粒子在電場(chǎng)中的帶電粒子在電場(chǎng)中的 加速和偏轉(zhuǎn)加速和偏轉(zhuǎn) 1;.2問(wèn)題問(wèn)題1:帶電粒子只受電場(chǎng)力在電場(chǎng)中可能做什么運(yùn)動(dòng)?條件是什么?:帶電粒子只受電場(chǎng)力在電場(chǎng)中可能做什么運(yùn)動(dòng)?條件是什么? 勻速直線運(yùn)動(dòng)勻速直線運(yùn)動(dòng)勻變速直線運(yùn)動(dòng)勻變速直線運(yùn)動(dòng)勻變速曲線運(yùn)動(dòng)(含類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng))勻變速曲線運(yùn)動(dòng)(含類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng))勻速圓周運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)非勻變速曲線運(yùn)動(dòng)非勻變速曲線運(yùn)動(dòng)3一加速一加速: 1在勻強(qiáng)場(chǎng)中加速:在勻強(qiáng)場(chǎng)中加速:例例1.真空真空,兩極板兩極板AB,電壓,電壓U,板距,板距d, 粒子:粒子:m、+q、V0=0 求求Vt?+ABU+-F如圖,不計(jì)重力如圖,不計(jì)重力法(一)運(yùn)動(dòng)和力的觀點(diǎn)法
2、(一)運(yùn)動(dòng)和力的觀點(diǎn)adVt22mqEa dUE mqUtV2法(二)能量法(二)能量動(dòng)能定理動(dòng)能定理: KEW0221tmVqU 或能量守恒或能量守恒:0221tmVqU 增減電KE42非勻強(qiáng)場(chǎng):非勻強(qiáng)場(chǎng):AB+qFAB電壓電壓U, 求求Vt? 動(dòng)能定理:動(dòng)能定理:0221tmVqU 結(jié)論:無(wú)論是否勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)力的功取決于結(jié)論:無(wú)論是否勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)力的功取決于qU。)5例例2已知如圖,燈絲熱發(fā)射電子,電源電壓已知如圖,燈絲熱發(fā)射電子,電源電壓U、U/.試說(shuō)明電子在三個(gè)空間的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)試說(shuō)明電子在三個(gè)空間的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)當(dāng)當(dāng)UU/.時(shí),電流計(jì)中有無(wú)電流?時(shí),電流計(jì)中有無(wú)電流? UU/.時(shí),電流計(jì)中
3、有無(wú)電流?時(shí),電流計(jì)中有無(wú)電流? A G B U U/ C解:解:變加速,勻速,勻減速。變加速,勻速,勻減速。 由動(dòng)能定理:由動(dòng)能定理: UU/.時(shí),有時(shí),有0/KEeUeU粒子不能到粒子不能到C板。板。 U U/.時(shí)時(shí), 0/KEeUeU粒子能到粒子能到C板。表中有點(diǎn)流。板。表中有點(diǎn)流。 678二偏轉(zhuǎn)二偏轉(zhuǎn) (不計(jì)重力不計(jì)重力)V0如圖:設(shè)加速電壓如圖:設(shè)加速電壓U;偏轉(zhuǎn)電壓;偏轉(zhuǎn)電壓U,板長(zhǎng),板長(zhǎng)l,板間距離,板間距離d;帶電粒子;帶電粒子+,初速為,初速為0。 U1 U2L進(jìn)入偏轉(zhuǎn)場(chǎng)類(lèi)平拋;進(jìn)入偏轉(zhuǎn)場(chǎng)類(lèi)平拋; F2Vt水平:勻直。水平:勻直。豎直:初速為豎直:初速為0,勻加速直線。,勻加
4、速直線。1加速:加速:02120mVqU1=F192偏轉(zhuǎn):偏轉(zhuǎn): U1 U2lVtF 加速度:加速度:mdqUmqEa2穿過(guò)偏轉(zhuǎn)場(chǎng)的時(shí)間:穿過(guò)偏轉(zhuǎn)場(chǎng)的時(shí)間:0Vlt 側(cè)位移:側(cè)位移:2 22 21 1a at ty yy2 2V Vl lm md dq qU U2 21 1) )( (0 02 2=K K0 02 22 24 4d dE El lq qU U=2 22 22 22 2d dP Pm ml lq qU U=1 12 22 21 12 22 24 4d dU Ul lU U4 4d dq qU UL Ll lq qU U 經(jīng)同一電場(chǎng)加速、進(jìn)入同一偏經(jīng)同一電場(chǎng)加速、進(jìn)入同一偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),
5、側(cè)位移與轉(zhuǎn)電場(chǎng),側(cè)位移與q q、m m無(wú)關(guān)無(wú)關(guān)。10偏轉(zhuǎn)角:偏轉(zhuǎn)角:tg00VatVVy=12202022qdUlqUpqEmlEqElmvqElk2偏轉(zhuǎn):偏轉(zhuǎn): U1 U2LVtFyV0Vy 末速度:末速度:202VVVyt 速度的反向延長(zhǎng)線與入射方向的交點(diǎn)的位置:速度的反向延長(zhǎng)線與入射方向的交點(diǎn)的位置:比較比較:tan2Ly 或或2/tanLy 交交“水平位移水平位移”的中點(diǎn)。的中點(diǎn)。11應(yīng)用:陰極射線管應(yīng)用:陰極射線管12 打到屏上:打到屏上:y/=y+Stan(L/2+S)tan2偏轉(zhuǎn):偏轉(zhuǎn): U1 U2LVtFyV0VySy/偏轉(zhuǎn)過(guò)程中的動(dòng)能定理:偏轉(zhuǎn)過(guò)程中的動(dòng)能定理:若只對(duì)豎直方向
6、若只對(duì)豎直方向2022121mVmVtF電電yF電電yqUy 0212tmV F電電y1314示波管示波管+_15tU. . .16UXt. . .17. .18tU. .19UXt20UXttU212223242526組成:電子槍、偏轉(zhuǎn)電極、熒光屏。組成:電子槍、偏轉(zhuǎn)電極、熒光屏。問(wèn)題問(wèn)題1:如果想使電子束在屏上:如果想使電子束在屏上y軸方向上下運(yùn)動(dòng),應(yīng)加什么樣的偏轉(zhuǎn)電壓軸方向上下運(yùn)動(dòng),應(yīng)加什么樣的偏轉(zhuǎn)電壓Uy?1電子束豎直方向運(yùn)動(dòng)電子束豎直方向運(yùn)動(dòng)ydULUUyy124電子束隨電子束隨Uy的變化成正比變化。的變化成正比變化。 問(wèn)題問(wèn)題2:若:若Uy=Umsint,則電子束如何運(yùn)動(dòng)?,則電子束如何運(yùn)動(dòng)?tUy三三.示波管原理示波管原理 U1 U2LVtFySy/XY27XyTx=Ty,2電子束水平方向運(yùn)動(dòng)電子束水平方向運(yùn)動(dòng)Xy問(wèn)題問(wèn)題3:要使電子束在:要使電子束在x軸上自左至右勻速運(yùn)動(dòng),應(yīng)加什么樣軸上自左至右勻速運(yùn)動(dòng),應(yīng)加什么樣的電壓?的電壓?xdULUUxx124同理:同理: 且且Uxt可得可得x
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