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1、带电粒子先加速后偏转在电子技术中的应用示波管。,构造,电子枪,偏转电极,荧光屏,挑战自己：如图中的虚线为匀强电场中的等势面，相邻等势面的电势差均为100V，间距为5cm，一质量为0.1kg的带负电的小球，以10m/s的速度，沿与水平方向成30角射入电场，若该小球做直线运动，求：小球的带电量.沿运动方向的最大位移.(g=10m/s2),解：根据物体做直线运动的条件得,小球沿初速度方向做匀减速直线运动，根据动能定理,其中,联立 解出小球沿运动方向的最大位移,得：,方法1:牛顿第二定律+运动学规律,一、带电粒子在匀强电场中的匀变速,U,d,E,F,v,由牛顿第二定律：,由运动学公式：,方法二:动能定
2、理,U,d,E,v,由动能定理：,一、带电粒子在电场中的加速,练习1：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U=2500V，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。电子射出后的速度有多大？,-U+,金属丝 金属板,V,E,电子的质量为0.9110-30 kg，电子的电荷量e=1.610-19 C,练习2：如图所示，在P板附近有一电子由静止开始向Q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：(),A.两板间距越大，加速的时间越长B.两板间距离越小，加速度就越大，则电子到达Q板时的速度就越大C.电子到达Q板时的速度与板间距离无关，仅与加
3、速电压有关D.电子的加速度和末速度都与板间距离无关,AC,1、下列粒子由静止经加速电压 为U的电场加速后，哪种粒子动能最大（）哪种粒子速度最大（）A、质子 B、电子 C、氘核 D、氦核,强化练习,与电量成正比,与比荷平方根成正比,D,B,质子e/m电子1840e/m氘核e/2m氦核2e/4m,2、如图所示，M、N是在真空中竖直放置的两块平行金属板，质量为m、电量为+q的质子，以极小的初速度由小孔进入电场，当M、N间电压为U时，粒子到达N板的速度为v，如果要使这个带电粒子到达N板的速度为2v，则下述方法能满足要求的是（）A、使M、N间电压增加为2U B、使M、N间电压增加为4U C、使M、N间电
4、压不变，距离减半 D、使M、N间电压不变，距离加倍,M,N,U,d,v与电压平方根成正比,B,强化练习,3、在点电荷Q的电场中有A、B两点，将质子和粒子分别从A点由静止释放，已知质子和粒子的电性相同，带电量之比为1:2，质量之比为1:4，则到达B点时，它们的速度大小之比为多少？,解：质子和粒子从A到B运动过程中，分别应用动能定理得,联立两式可解出它们到达B点时的速度大小之比为,强化练习,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,d,U,v0,q、m,二、带电粒子在匀强电场中的偏转,d,U,v0,q、m,F,v,v0,vy,y,偏转角,侧移,二、带电粒子在匀强电场中
5、的偏转,类平抛运动,与粒子比荷q/m成正比,与粒子初速度v0平方成反比,与电场的属性U、l、d有关,二、带电粒子在匀强电场中的偏转,与粒子比荷q/m成正比,与粒子初速度v0平方成反比,与电场的属性U、l、d有关,类平抛运动,练习：如图所示一电子以初速度V0=3.0X107m/s沿垂直电场方向射入的电场，两极板的长度为L=6.0cm，相距d=2cm，极板间电压U=200V.求1）电子射出电场所用时间？,v0,-q,m,U,L,求2）电子射出电场时沿垂直板面方向偏移的距离y。,-q,y,m,U,L,求3)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？,v0,-q,y
6、,m,U2,L,如图，电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始加速，然后射入电势差为U2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，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变大的是（）A、U1变大、U2变大 B、U1变小、U2变大C、U1变大、U2变小 D、U1变小、U2变小,挑战1,析与解,对加速过程由动能定理：,对偏转过程由偏转角正切公式：,与粒子的电量q、质量m无关,如图所示，二价氦离子和质子的混合体，经同一加速电场加速后，垂直射入同一偏转电场中，偏转后，打在同一荧光屏上，则它们（）A、侧移相同 B、偏转角相同 C、到达屏上
7、同一点 D、到达屏上不同点,挑战2,与粒子的电量q、质量m无关,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。,挑战3,x,如图所示，有一电子(电量为e、质量为m)经电压U0加速后，沿平行金属板A、B中心线进入两板，A、B板间距为d、长度为L，A、B板间电压为U，屏CD足够大，距离A、B板右边缘2L，AB板的中心线过屏CD的中心且与屏CD垂直。试求电子束打在屏上的位置到屏中心间的距离。,挑战4,析与解,电子离开电场，就好象从中点沿直线离开的：,对加速过程由动能定理：,绝地挑战在平行板电容器A、B两板上加上如图所示的交变电压，开始B板的电势比A板高，这时两板中间原来静止的电子在电场作用下开始运动，设电子在运动中不与极板发生碰撞，则下述说法正确的是(),A.电子先向A板运动，然后向B板运动，再返回A板做周期性来回运动B.电子一直向A板运动 C.电子一直向B板运动D.电子先向B板运动，然后向A板运动，再返回B板做来回周期性运动,C,物体的运动性质由初速度和合外力两个因素共同决定,
