課程內(nèi)容
《帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)》
電場中的帶電粒子一般可分為兩類:
1、帶電的基本粒子:如電子、質(zhì)子、α粒子,正負(fù)離子等。這些粒子所受重力和電場力相比小得多,除非有說明或明確的暗示以外,一般都不考慮重力。(但并不能忽略質(zhì)量)
2、帶點(diǎn)微粒:如帶點(diǎn)小球、液滴、塵埃等。除非有說明或明確的暗示以外,一般都考慮重力。
3、某些帶電體是否考慮重力,要根據(jù)題目暗示或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來判定。
帶電粒子在勻強(qiáng)電場中受恒定的電場力,做勻變速運(yùn)動(dòng)。
運(yùn)動(dòng)的情況可能是:勻變速直線運(yùn)動(dòng)、勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。
一、帶電粒子的加速
根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)學(xué)定律:
a=F/m=Eq/m=Uq/dm
結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式:v2=2ad
解得:
根據(jù)動(dòng)能定理:qU=1/2·mv2
解得:
如果帶電粒子以初速度v0進(jìn)入電場中則
qU=1/2·mvt2-1/2·mv02
解得:
粒子加速后的速度只與加速電壓有關(guān)。
由于電場力做功與場強(qiáng)是否勻強(qiáng)無關(guān),與運(yùn)動(dòng)路徑也無關(guān),因此該式也適用于非勻強(qiáng)電場。
二、帶點(diǎn)粒子在勻強(qiáng)電場中的偏轉(zhuǎn)
初速度v0方向:勻速直線運(yùn)動(dòng)
電場力F方向:初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)
對偏移公式的討論:
y=1/2·at2=qUL2/2mdv02
對于不同的帶點(diǎn)粒子
(1)若以相同的速度射入,則y∝q/m,y∝U
(2)若以相同的動(dòng)能射入,則y∝q,y∝U
(3)若經(jīng)相同電壓U0加速后射入,則y=qUL2/2mdv02=UL2/4dU0,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。
沿電場方向→y=L/2·tanφ
例題:熾熱的金屬絲發(fā)出的電子經(jīng)U1加速后進(jìn)入長為l、板間距為d的兩平行金屬板YY′中,YY′上加偏轉(zhuǎn)電壓U2,板端到熒光屏的距離L。
求電子射出偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的偏向角正切值tanφ及打到屏上電子的偏移量y′。
三、示波管的原理
示波器是一種用來觀察電信號(hào)隨時(shí)間變化的電子儀器。它的核心部件是示波管:由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成,管內(nèi)抽成真空。
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邢老師
女,中教高級(jí)職稱
性格開朗,待人真誠友善,對教育事業(yè)有極高的熱情。