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《带电粒子在电场中的偏转》知识讲解
(3)粒子在整个运动过程中动能的变化量。
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qU2L 2mdV02
UL2 4dU0
y与 q、m及初速V0无关 ,随加速电压的增大而 减小,随偏转电压的增
大而增大。
3、离开电场速度大小:
(1)用速度合成方法:
E U d
①
a qE m
②
02 2
at ③
(2)用动能定理求解:
02
2qEy m
qE 1 2 ym 21 2m 0 21 2m 2
的速度v0从两板中央平行极板射入,开关S闭合前,
两板不带电,由于重力作用微粒能落到下板的正中
央,已知微粒质量为m=
kg,电量q=
C,
取g=10m/s2。求:
(1)微粒入射速度v0为多少?
(2)为使微粒能从平行板电容器的右边射出电场,
电容器的上板应与电源的正极还是负极相连?所加
的电压U应取什么范围?
【例4】如图所示,在两条平行的虚线内存在着宽度 为L、场强为E的匀强电场,在与右侧虚线相距也 为L处有一与电场平行的屏。现有一电荷量为+q、 质量为m的带电粒子(重力不计),以垂直于电场线 方向的初速度v0射入电场中,v0方向的延长线与屏 的交点为O。试求: (1)粒子从射入到打到屏上所用的时间; (2)粒子打到屏上的点P到O点的距离;
切值。
++++++
拓展:让质子和α粒子的混合物经过 同一加速电场由静止开始加速,然后 垂直进入同一偏转电场,在通过偏转 电场时,它们是否会分为两股?请说 明理由。
v0
d
------
U1
L
【例3】如图所示,水平放置的平行板电容器,与某一
电源相连.它的极板长L=0.4m,两板间距离d=
m,有一束由相同带电微粒组成的粒子流,以相同
多大电压?加最大电压时,电子飞离电场 的速度多大?
【例2】离子发生器发射出一束质量为m,电荷量为q的
负离子,从静止 经加速电压U 1 加速后,并沿垂直于 电场线方向从中央射入电压U2偏转电场,而且能飞离
偏转电场,已知平行板长为L,两板间距离为d,求:
(1)离子在偏转电场中运动 的时间、加速度
(2)离子在离开偏转电场时的偏转位移和偏转角的正
y
m
2
2 qE
4、偏转角θ的计算
E U d
①
a qE ② m
at ③
v
v0
y L tan
2
若经电压U0加速后射入偏转电场,则
与带电粒子的质量m、电荷量q及 射入偏转电场的初速无关
小结: 加速电压U1
-
d
L0
qU1
1 2
m02
①
L0
2
t加速
②
沿初速 方向:
沿电场 方向:
0
2qU1 m
①
E U d
②
沿电场 方向:
a qE
③
m
y 1 at 2 ④ 2
t L
0
a qU md
y
qUL
2
mdv
2 0
2
对偏移公式的讨论
1at2 2
qUL2 2md0v2
对于不同的带电粒子
(1)若以相同的速度射入 则y∝q/m
(2)若以相同的动能射入, 则y∝q
(3)若经相同电压U0加速后射入,则
y
《带电粒子在电场中的偏转》
带电粒子在匀强电场中 受力情况:受到恒定的电场力 运动情况:做匀变速运动
带电粒子在电场中的偏转
d
v0
y U (偏转电压 )
l
1、分析方法:
(1)粒子在沿速度方向上做匀速直线运动
(2)粒子在沿电场方向上做初速度为零的匀加速运 动
2、偏转位移 y的计算
L t 沿初速方向: 0
y 偏转电压U2 v0
l1
L2
L 0t
E U2 d
①
t L
②
0
a qE m
y 1 at 2 2
at
③
④ a qU
md
⑤
qE yEk1 2m 21 2m 0 2
L2 0t2 ① y2 t2 ②
y总(L21 L2)tan
【例1】一束电子流在经U =5000V的加速电压 加速后,在距两极板等距处垂直进入平行 板间的匀强电场,如图所示.若两板间距d =1.0 cm,板长l =5.0 cm,那么,要使电子 能 从平行板间飞出,两个极板上最多能加