D034.帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn).ppt

1、帶電粒子在勻強(qiáng) 電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn),一、帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)： 二、示波管的原理 014. 山東泰安市07年第一輪質(zhì)量檢測(cè) 4 004. 南京師大物理之友電學(xué)綜合(二) 2、 032. 上海虹口區(qū)07學(xué)年度第一學(xué)期期終教學(xué)檢測(cè)16 039. 08年深圳市第一次調(diào)研考試15 043. 南通、揚(yáng)州、泰州三市08屆第二次調(diào)研測(cè)試6 025. 上海市黃浦區(qū)08年1月期終測(cè)評(píng)卷22 044. 鹽城市2008屆六所名校聯(lián)考試題 6 006. 江蘇南通08屆第一次調(diào)研測(cè)試15 040. 江蘇淮安市0708學(xué)年度第一次調(diào)查測(cè)試15 057. 廣東省汕頭市2008年模擬考試20,帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn),不計(jì)重力

2、，且初速度v0E，則帶電粒子將在電場(chǎng)中只受電場(chǎng)力作用做類平拋運(yùn)動(dòng),電子射出電場(chǎng)時(shí)，在垂直于電場(chǎng)方向偏移的距離為：,粒子在垂直于電場(chǎng)方向的加速度：,由得側(cè)移：,一、帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)：,1、側(cè)向偏移：,沿電場(chǎng)方向勻速運(yùn)動(dòng)所以有：,電子射出電場(chǎng)時(shí)沿電場(chǎng)方向的速度不變?nèi)詾関0，而垂直于電場(chǎng)方向的速度：,故電子離開電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角 為：,注意到,說明穿出時(shí)刻的末速度的反向延長線與初速度延長線交點(diǎn)恰好在水平位移的中點(diǎn)。這一點(diǎn)和平拋運(yùn)動(dòng)的結(jié)論相同。,2、偏轉(zhuǎn)角：,3、對(duì)偏移公式的討論,對(duì)于不同的帶電粒子 若以相同的速度射入，則yq/m,若以相同的動(dòng)能射入，則yq,若以相同的動(dòng)量射入，則yqm,若經(jīng)相同電

3、壓U0加速后射入，則,y與 q、m無關(guān),隨加速電壓的增大而減小，隨偏轉(zhuǎn)電壓的增大而增大。,4、穿越電場(chǎng)過程的動(dòng)能增量：Ek=Eqy （注意，一般來說不等于qU）,二、示波管的原理,利用兩組正交的偏轉(zhuǎn)極板，可以控制電子打在熒光屏上的位置。示意圖如右：,兩組偏轉(zhuǎn)電極分別控制電子在水平、豎直方向的偏轉(zhuǎn)。,一般在水平偏轉(zhuǎn)電極上加掃描電壓（從左向右周期性掃描），在豎直偏轉(zhuǎn)電極上加需要研究的信號(hào)。,014.山東泰安市07年第一輪質(zhì)量檢測(cè) 4,4豎直放置的平行金屬板A、B連接一恒定電壓，兩個(gè)電荷M和N以相同的速率分別從極板A邊緣和兩板中間沿豎直方向進(jìn)入板間電場(chǎng)，恰好從極板B邊緣射出電場(chǎng)，如圖所示，不考慮電荷

4、的重力和它們之間的相互作用，下列說法正確的是 （ ） A兩電荷在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等 B兩電荷在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的加速度相等 C兩電荷的比荷可能相等 D離開電場(chǎng)時(shí)，M的速度大于N的速度,A D,004.南京師大物理之友電學(xué)綜合(二) 2、,2.如圖所示，質(zhì)量相同的兩個(gè)帶電粒子P、Q以相同速度沿垂直于電場(chǎng)方向射入兩平行板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，P從兩板正中央射入，Q從下極板邊緣入射入，它們最后打在同一點(diǎn)(重力不計(jì))，則從開始射入到打到上板的過程中 （ ） A、它們的運(yùn)動(dòng)時(shí)間tQtP B、它們所帶電量之比qP：qQ=1:2 C、它們的動(dòng)能增量之比 D、它們的電勢(shì)能減少量之比,B D,032.上海虹口區(qū)07學(xué)年度

5、第一學(xué)期期終教學(xué)檢測(cè)16,16、在真空中帶電粒子P1和P2先后以相同的速度從 O點(diǎn)射入兩平行板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)（如圖）它們的初速垂直于電場(chǎng)強(qiáng)度方向，偏轉(zhuǎn)之后分別打在下面金屬板的B、C兩點(diǎn)，已知 ，A點(diǎn)在O的正下方,且P1的帶電量是P2的3倍，與粒子受到的電場(chǎng)力相比，其重力可略去不計(jì)，則P1和P2在空中飛行的時(shí)間之比t1:t2_，質(zhì)量之比m1:m2_。,解：,1:2,3:4,039.08年深圳市第一次調(diào)研考試15,15（13分）實(shí)驗(yàn)表明，熾熱的金屬絲可以發(fā)射電子在圖中，從熾熱金屬絲射出的電子流，經(jīng)電場(chǎng)加速后進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)已知加速電極間的電壓是2500V，偏轉(zhuǎn)電極間的電壓是2.0V，偏轉(zhuǎn)電極長6.0cm

6、，相距0.2cm電子的質(zhì)量是0.9110-30kg，電子重力不計(jì)求： （1）電子離開加速電場(chǎng)時(shí)的速度； （2）電子離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的側(cè)向速度； （3）電子離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí) 側(cè)向移動(dòng)的距離,解：,（1）由,得,（2）由,得：,（3）由,得：,043.南通、揚(yáng)州、泰州三市08屆第二次調(diào)研測(cè)試6,6如圖所示，兩種不同的正離子(不計(jì)重力)垂直射人偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，從偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)射出時(shí)具有相同的偏轉(zhuǎn)距離y和偏轉(zhuǎn)角(偏轉(zhuǎn)電壓U保持不變)，則兩種離子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)前只要滿足 ( ) A速度相同 B動(dòng)能相同 C比荷和速度都相同 D由靜止經(jīng)同一加速電場(chǎng)加速,C D,解見下頁,解：,偏轉(zhuǎn)距離y為,偏轉(zhuǎn)角為,從偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)射出時(shí)具有相同

7、的偏轉(zhuǎn)距離y和偏轉(zhuǎn)角,只要兩種離子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)前的比荷和速度都相同，或由靜止經(jīng)同一加速電場(chǎng)加速，即C、D正確,025.上海市黃浦區(qū)08年1月期終測(cè)評(píng)卷22,22一帶電粒子以一定的初速度由P 點(diǎn)射入勻強(qiáng)電場(chǎng)，入射方向與電場(chǎng)線垂直。粒子從Q點(diǎn)射出電場(chǎng)時(shí)，其速度方向與電場(chǎng)線成300角。已知?jiǎng)驈?qiáng)電場(chǎng)的寬度為d，P、Q兩點(diǎn)的電勢(shì)差為U，不計(jì)重力作用。求此勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小。,解：,設(shè)帶電粒子在P點(diǎn)時(shí)的速度為v0 ,在Q點(diǎn)建立直角坐標(biāo)系,垂直于電場(chǎng)線為x軸,平行于電場(chǎng)線為y軸,由平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和幾何知識(shí)求得粒子在y軸方向的分速度為,粒子在y方向上的平均速度為,粒子在y方向上的位移為y0 ,粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)

8、動(dòng)時(shí)間為t,得,得：,044.鹽城市2008屆六所名校聯(lián)考試題 6,6.一個(gè)初動(dòng)能為Ek的帶電粒子，以速度v垂直電場(chǎng)線方向飛入兩塊平行金屬板間，飛出時(shí)動(dòng)能為3Ek如果這個(gè)帶電粒子的初速度增加到原來的2倍，不計(jì)重力，那么該粒子飛出時(shí)動(dòng)能為 （ ） A 4 Ek B. 4.5 Ek C. 6 Ek D. 9.5 Ek,B,解見下頁,解：,以速度v垂直電場(chǎng)線方向飛入，,以速度2v垂直電場(chǎng)線方向飛入,006.江蘇南通08屆第一次調(diào)研測(cè)試15,（1）設(shè)粒子在運(yùn)動(dòng)過程中的加速度大小為a， 離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)偏轉(zhuǎn)距離為y，沿電場(chǎng)方向的速度為vy，偏轉(zhuǎn)角為, 其反向延長線通過O點(diǎn),O點(diǎn)與板右端的水平距離為x，則有

9、,解：,聯(lián)立可得,即粒子飛出電場(chǎng)后的速度方向的反向延長線交于兩板間的中心,（2）,由式解得,當(dāng) 時(shí)，,則兩板間所加電壓的范圍,（3）當(dāng) 時(shí)，粒子在屏上側(cè)向偏移的距離最大（設(shè)為y0），則,而,解得,則粒子可能到達(dá)屏上區(qū)域的長度為,040.江蘇淮安市0708學(xué)年度第一次調(diào)查測(cè)試15,15（12分）現(xiàn)代科學(xué)實(shí)驗(yàn)中常用的一種電子儀器叫示波器，它的核心部件是示波管，其工作原理如圖所示，電量大小為e的電子在電勢(shì)差為U1的加速電場(chǎng)中由靜止開始運(yùn)動(dòng)，然后射入電勢(shì)差為U2的兩塊平行極板間的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中，入射方向跟極板平行，偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的極板間距離為d，板長為L，整個(gè)裝置處在真空中，電子重力可忽略，電子能射出平行板區(qū).（1）偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中，若單位偏轉(zhuǎn)電壓引起的偏移距離叫示波管的靈敏度，請(qǐng)通過計(jì)算說明提高示波管的靈敏度的辦法； （2）求電子離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng) 時(shí)的動(dòng)能大小.,解:（1）,在加速電場(chǎng)中,在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t,L=vt,由上三式，得靈敏度,提高示波管的靈敏度方法：增大L、減小U1、減小d,（2）方法一：,由動(dòng)能定理，得,將式代入，得,方法二：,出電場(chǎng)時(shí)的水平速度,vx=v0