内容发布更新时间 : 2024/10/10 3:27:18星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

§1.9 带电粒子在电场中的运动（2）

一、学习目标

1、理解带电粒子在电场中的运动规律，并能分析解决加速和偏转方向的问题． 2、知道示波管的构造和基本原理． 二、问题与例题

1．带电粒子的加速

(1)动力学分析：带电粒子沿与电场线 平行 方向进入电场，受到的电场力与运动方向在 同一直线 上，做 变速 直线运动，如果是匀强电场，则做匀加(减)速运动．

(2)功能关系分析：粒子只受电场力作用，动能变化量等于 电场 力做的功.即:

qU?12112 此式适用于一切电场． mv(初速度为零)；qU?mv2?mv02222．带电粒子的偏转

(1)动力学分析：带电粒子以速度v0 垂直 于电场线方向飞入两带电平行

板产生的匀强电场中，受到恒定的与初速度方向成900角的电场力作用而做 曲线 运动.

(2)运动的分析方法(看成类平抛运动)：

①沿初速度方向(X方向)做速度为v0的 匀速 ．

X= V0t ;

②沿电场力方向做初速度为零的 匀加速直线 ． ay=

qE ; mVy= ayt ;

1Y= ayt2 . 2③偏角：tan??vyv?

aytv0 .

例1.示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，如图所示。如果在荧光屏上P点出现亮斑，那么示波管中的

A．极板x应带正电 B．极板x/ 应带正电 C．极板y应带正电 D．极板y/应带正电

例2：在图所示为一真空示波管，电子从灯丝K发出（初速度不计），经灯丝与A板间的加速电压U1加速，从A板中心孔沿中心线kO射出，然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中（偏转电场可视为匀强电场），电子进入M、N间电场时的速度与电场方向垂直，电子经过电场后打在荧光屏上的P点。已知加速电压为U1，M、N两板间的电压为U2，两板间的距离为d，板长为L1，板右端到荧光屏的距离为L2，电子的质量为m，电荷量为e。求：

（1）电子穿过A板时的速度大小； （2）电子从偏转电场射出时的侧移量； （3）P点到O点的距离。

例3：如图所示，一束电子经加速电场加速后进入偏转电场，已知电子的电荷量为e，质量为m，加速电场的电压为U1，偏转电场两极板间的距离为d，极板长度为L．问： (1)电子进入偏转电场时的速度大小；

(2)若要使得电子在飞出偏转电场时的侧位移恰好为d/2,则需在偏转电场两极板间加上多大电压．

【课后练习】

1.一带电粒子射入一固定正点电荷Q形成的电场中，并沿图中虚线由a运动到b点，a、b两点到点电荷Q的距离分别为ra、rb，且ra>rb，若粒子只受电场力作用，这一过程中: （ ） A．电场力对粒子做负功

B．粒子在b点电势能小于在a点的电势能 C．粒子在b点动能小于在a点的动能 D．粒子在b点加速度大于在a点的加速度

2. 如图所示，虚线表示电场的一簇等势面且相邻等势面间电势差相等，一个带电粒子以一定的初速度进入电场后，只在电场力作用下沿实线轨迹运动，M点和N点是轨迹上的两个点.由此可判断出（ ） A．N点的电势高于M点的电势

B．在N点带电粒子的电势能比在M点的C．带电粒子在M点的速率大于在N点的速率

D．带电粒子在M点受到的电场力比在N点受到的电场力大

电势能大