第4節(jié)帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)
帶電粒子在電場(chǎng)中受到靜電力的作用，速度會(huì)發(fā)生改變。在示波器（ 圖 2-16）和直線加速器等設(shè)備中，常通過(guò)電場(chǎng)來(lái)控制帶電粒子的運(yùn)動(dòng)。這些儀器是怎樣控制帶電粒子運(yùn)動(dòng)的呢？本節(jié)將以示波器為例，介紹如何利用電場(chǎng)控制帶電粒子的加速和偏轉(zhuǎn)。
利用電場(chǎng)給帶電粒子加速，使其達(dá)到預(yù)定的速度和動(dòng)能，是控制帶電粒子運(yùn)動(dòng)的常見(jiàn)方式。 示波器中的電子槍就是通過(guò)電場(chǎng)來(lái)使電子加速的。如圖 2-17 所示，電子槍中的金屬絲在通電加熱后，可發(fā)射電子（ 熱電子發(fā)射 ）。電子在金屬板和金屬絲間的電場(chǎng)作用下，經(jīng)加速后從金屬板的小孔中穿出，并獲得很高的動(dòng)能。
微觀粒子所受靜電力遠(yuǎn)大于重力，通常重力可忽略不計(jì)，只考慮靜電力對(duì)其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的影響即可。若電子質(zhì)量為 m，電荷量的大小為 e，金屬板與金屬絲間所加電壓為 U，電子剛離開(kāi)金屬絲時(shí)的速度近似為零，根據(jù)動(dòng)能定理，靜電力做功等于電子動(dòng)能的增加量， 電子穿過(guò)金屬板時(shí)的動(dòng)能
顯然，通過(guò)改變金屬板與金屬絲間的電壓，就可控制電子加速后的動(dòng)能或速度.
在研究原子等領(lǐng)域的問(wèn)題時(shí)，需要帶電粒子有很大的動(dòng)能，因受各種因素限制，加速電壓難以提高至理想水平，如果只加速一次，帶電粒子的動(dòng)能難以達(dá)到實(shí)際的需要。為解決此問(wèn)題，科學(xué)家設(shè)計(jì)建造了能多次加速的直線加速器（ 圖 2-18）等，從而獲得了更高能量的帶電粒子。
利用電場(chǎng)給帶電粒子加速，使帶電粒子獲得很高的能量，在研究物質(zhì)本源、放射治療、食品安全、材料科學(xué)等方面都有著重要的應(yīng)用。
利用電場(chǎng)使帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生變化，向預(yù)期的方向偏轉(zhuǎn)，是控制帶電粒子運(yùn)動(dòng)的另一種常見(jiàn)方式。 示波器的核心部件是示波管。圖 2-19 是示波管的結(jié)構(gòu)示意圖。
當(dāng)豎直偏轉(zhuǎn)板、水平偏轉(zhuǎn)板都未加電壓時(shí)，電子束從電子槍發(fā)出后沿直線運(yùn)動(dòng)，在熒光屏上產(chǎn)生一個(gè)亮斑。如果豎直偏轉(zhuǎn)板加電壓，水平偏轉(zhuǎn)板不加電壓，電子束經(jīng)過(guò)豎直偏轉(zhuǎn)板時(shí)受到豎直方向電場(chǎng)力的作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn)，使打在熒光屏上的亮斑在豎直方向發(fā)生偏移。同樣的道理，如果水平偏轉(zhuǎn)板加電壓，豎直偏轉(zhuǎn)板不加電壓，打在熒光屏上的亮斑則在水平方向發(fā)生偏移。
示波管在實(shí)際工作時(shí)，豎直偏轉(zhuǎn)極板間和水平偏轉(zhuǎn)極板間都加上電壓，打在熒光屏上的亮斑既能在豎直方向上偏移，也能在水平方向上偏移，亮斑的運(yùn)動(dòng)就是在豎直和水平兩個(gè)方向上運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)。 通常，加在豎直偏轉(zhuǎn)極板上的電壓是被研究的信號(hào)電壓。如果信號(hào)電壓是周期性的，且與加在水平偏轉(zhuǎn)板的掃描電壓周期滿足一定的關(guān)系時(shí)，在熒光屏上就會(huì)顯示出信號(hào)電壓隨時(shí)間有規(guī)律變化的圖像。
質(zhì)子在該勻強(qiáng)電場(chǎng)中受到豎直向下的靜電力，在豎直方向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度
質(zhì)子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)豎直方向偏移的距離
代入數(shù)值，得y = 0.94 cm
代入數(shù)值，得α = 25.2°
帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的偏轉(zhuǎn)角度與哪些因素有關(guān)？對(duì)給定的帶電粒子，在其速度一定時(shí)，要使通過(guò)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)增大偏轉(zhuǎn)角度，應(yīng)該怎樣調(diào)節(jié)兩極板間的電壓？
示波器是先使帶電粒子加速，再使帶電粒子偏轉(zhuǎn)來(lái)工作的。對(duì)這類(lèi)綜合性問(wèn)題，應(yīng)該怎樣解決？請(qǐng)分析并求解以下問(wèn)題。 一束電子流經(jīng) U = 1 500 V 的加速電壓加速后，在距兩平行板等距離處進(jìn)入平行板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)，入射方向與極板平行，如圖 2-21 所示。若兩板間距d = 2.0 cm，板長(zhǎng) l = 5.0 cm，那么，要使電子能從平行板間飛出，兩個(gè)極板間最多能加多大電壓？
1. 某靜電除塵器的除塵原理如圖所示，一帶正電的金屬板和一個(gè)帶負(fù)電的放電極形成電場(chǎng)，它們之間的電場(chǎng)線分布如圖所示，虛線為一帶電煙塵顆粒的運(yùn)動(dòng)軌跡，a、b 是軌跡上的兩點(diǎn)。若不計(jì)煙塵顆粒的重力，下列說(shuō)法正確的是 A. a 點(diǎn)電勢(shì)高于 b 點(diǎn)電勢(shì) B. a 點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度小于 b 點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度 C. 煙塵顆粒在 a 點(diǎn)的電勢(shì)能小于在 b 點(diǎn)的電勢(shì)能 D. 煙塵顆粒在 a 點(diǎn)的動(dòng)能小于在 b 點(diǎn)的動(dòng)能
2. 一帶正電的液滴以水平向右的初速度進(jìn)入范圍足夠大的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)方向水平向左。不計(jì)空氣阻力，則液滴在電場(chǎng)中 A. 做直線運(yùn)動(dòng) B. 做曲線運(yùn)動(dòng) C. 速率先減小后增大 D. 速率先增大后減小
6.如圖所示，真空中有一電子以速度 v 沿著與電場(chǎng)強(qiáng)度垂直的方向自 O 點(diǎn)進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)。以 O 為坐標(biāo)原點(diǎn)建立平面直角坐標(biāo)系，x 軸垂直于電場(chǎng)方向，y 軸平行于電場(chǎng)方向，在 x 軸上取 OA = AB = BC，分別自 A、B、C 點(diǎn)作與 y 軸平行的線，跟電子的徑跡交于 M、N、P三點(diǎn)，求（1）電子經(jīng) M、N、P 三點(diǎn)時(shí)，沿 y 軸的分速度之比； （2）電子從 O 點(diǎn)開(kāi)始每經(jīng)過(guò)相等時(shí)間的動(dòng)能增量之比.

相關(guān)課件

魯科版 (2019)必修 第三冊(cè)第4節(jié) 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)教課課件ppt：

這是一份魯科版 (2019)必修 第三冊(cè)第4節(jié) 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)教課課件ppt，共1頁(yè)。

魯科版 (2019)第4節(jié) 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)評(píng)優(yōu)課課件ppt：

這是一份魯科版 (2019)第4節(jié) 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)評(píng)優(yōu)課課件ppt，共15頁(yè)。PPT課件主要包含了示波器，示波管原理，一維偏轉(zhuǎn)，二維偏轉(zhuǎn)，加速和偏轉(zhuǎn)一體，課堂小結(jié)等內(nèi)容，歡迎下載使用。

高中物理魯科版 (2019)必修 第三冊(cè)第4節(jié) 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)完美版課件ppt：

這是一份高中物理魯科版 (2019)必修 第三冊(cè)第4節(jié) 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)完美版課件ppt，共15頁(yè)。PPT課件主要包含了梳理深化，帶電粒子加速，思考與交流，知識(shí)梳理，帶電粒子偏轉(zhuǎn)，討論交流等內(nèi)容，歡迎下載使用。

英語(yǔ)朗讀寶

相關(guān)課件 更多

魯科版 (2019)必修 第三冊(cè)第4節(jié) 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)評(píng)課課件ppt

魯科版 (2019)必修 第三冊(cè)第4節(jié) 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)評(píng)課課件ppt
物理必修 第三冊(cè)5 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課文配套課件ppt

物理必修 第三冊(cè)5 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課文配套課件ppt
高中物理人教版 (2019)必修 第三冊(cè)5 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)圖文ppt課件

高中物理人教版 (2019)必修 第三冊(cè)5 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)圖文ppt課件
物理必修 第三冊(cè)第2章 電勢(shì)能與電勢(shì)差第4節(jié) 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)圖文ppt課件

物理必修 第三冊(cè)第2章 電勢(shì)能與電勢(shì)差第4節(jié) 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)圖文ppt課件
資料下載及使用幫助
版權(quán)申訴
版權(quán)申訴
若您為此資料的原創(chuàng)作者，認(rèn)為該資料內(nèi)容侵犯了您的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，請(qǐng)掃碼添加我們的相關(guān)工作人員，我們盡可能的保護(hù)您的合法權(quán)益。
入駐教習(xí)網(wǎng)，可獲得資源免費(fèi)推廣曝光，還可獲得多重現(xiàn)金獎(jiǎng)勵(lì)，申請(qǐng) 精品資源制作， 工作室入駐。
版權(quán)申訴二維碼
高中物理魯科版 (2019)必修 第三冊(cè)電子課本

第4節(jié) 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

版本： 魯科版 (2019)

年級(jí)： 必修 第三冊(cè)

切換課文
  • 課件
  • 教案
  • 試卷
  • 學(xué)案
  • 更多
所有DOC左下方推薦
歡迎來(lái)到教習(xí)網(wǎng)
  • 900萬(wàn)優(yōu)選資源，讓備課更輕松
  • 600萬(wàn)優(yōu)選試題，支持自由組卷
  • 高質(zhì)量可編輯，日均更新2000+
  • 百萬(wàn)教師選擇，專業(yè)更值得信賴
微信掃碼注冊(cè)
qrcode
二維碼已過(guò)期
刷新

微信掃碼，快速注冊(cè)

手機(jī)號(hào)注冊(cè)
手機(jī)號(hào)碼

手機(jī)號(hào)格式錯(cuò)誤

手機(jī)驗(yàn)證碼 獲取驗(yàn)證碼

手機(jī)驗(yàn)證碼已經(jīng)成功發(fā)送，5分鐘內(nèi)有效

設(shè)置密碼

6-20個(gè)字符，數(shù)字、字母或符號(hào)

注冊(cè)即視為同意教習(xí)網(wǎng)「注冊(cè)協(xié)議」及「隱私條款」
QQ注冊(cè)
手機(jī)號(hào)注冊(cè)
微信注冊(cè)

注冊(cè)成功

返回
頂部