带电粒子在匀强电场中的偏转..docVIP

带电粒子在匀强电场中的偏转 例1．如图9－5－1所示，一束带电粒子（不计重力） 垂直电场方向进入偏转电场，试讨论以下情况中，粒子应 具备什么条件下才能得到相同的偏转距离y和偏转角φ （U、d、L保持不变） （1）进入偏转电场的速度相同 （2）进入偏转电场的动能相同 （3）进入偏转电场的动量相同 （4）先由同一加速电场加速后，再进入偏转电场 〖解析〗由题意可得：偏转距离y： 偏转角φ： （1）因为v0相同，当q/m相同，y、φ相同 （2）因为相同，当q相同，y、φ相同 φ相同 (4)设加速电压为U′，由 可得： 不论带电粒子的m、q如何，只要经过同一加速电场加速，再垂直进入同一偏转电场，y和φ都相同。 例2、如图所示的真空管中，质量为m，电量为e的电子从灯丝Ｆ发出，经过电压Ｕ１加速后沿中心线射入相距为d的两平行金属板Ｂ、Ｃ间的匀强电场中，通过电场后打到荧光屏上，设Ｂ、Ｃ间电压为Ｕ２，Ｂ、Ｃ板长为l1,平行金属板右端到荧光屏的距离为l２,求： ⑴电子离开匀强电场时的速度与进入时速度间的夹角． ⑵电子打到荧光屏上的位置偏离屏中心距离． 例3．图甲所示的平行板电容器板间距离为d，两板所加电压随时间变化图线如图乙所示，t=0时刻，质量为m、带电量为q的粒子以平行于极板的速度V0射入电容器，t1=3T时刻恰好从下极板边缘射出电容器，带电粒子的重力不计，求： （1）平行板电容器板长L； （2）子射出电容器时偏转的角度φ； （3）子射出电容器时竖直偏转的位移y。 *例4、如图所示为示波器的原理图，电子枪中炽热的金属丝可以发射电子，初速度很小，可视为零。电子枪的加速电压为U0，紧挨着是偏转电极YY’、XX’，设偏转电极的极板长均为L1，板间距离均为d，偏转电极XX’的右端到荧光屏的距离为L2，电子电量为e，质量为m(不计偏转电极YY’和XX’之间的间距)。在YY’、XX’偏转电极上不加电压时，电子恰能打在荧光屏上坐标的原点。 求：（1）若只在YY’偏转电极上加电压U YY’=U1(U10)，则电子到达荧光屏上的速度多大？（2）在第（1）问中，若再在XX’偏转电极上加上U XX’ =U2(U20)，试在荧光屏上标出亮点的大致位置，并求出该点在荧光屏上坐标系中的坐标值。 例5、如图9—3—15所示，相距为d的两平行金属板M、N与电池组相连后，其间形成匀强电场，一带正电粒子从M极板边缘垂直于电场方向射入，并打在N极板的正中央.不计重力，现欲把N极板远离M极板平移，使原样射入的粒子能够射出电场，就下列两种情况求出N极板至少移动的距离. 图9—3—15 (1)电键S闭合； (2)把闭合的电键S打开后. (1)S1闭合时，两极板间电压U不变，有 d=，d+x1=得 x1=d (2)断开S后，两极板间场强E不变，于是d=, 得,x2=3d 反馈练习（一） 1．如图所示，一价氢离子和二价氦离子的混合体， 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 （ ） A．同时到达屏上同一点 B．先后到达屏上同一点 C．同时到达屏上不同点 D．先后到达屏上不同点 2、带电粒子从静止出发经过电场加速后垂直进入偏转电场，当离开偏转电场时，决定带电粒子侧移距离大小是 （ ） （A）带电粒子质量越大侧移越大 （B）带电粒子电量越多侧移越大 （C）加速电极间的电压越低侧移越大 （D）偏转电极间的电压越高侧移越大 3．电子、质子、α粒子由静止状态经相同电压加速后，垂直电场线进入同一匀强电场中，则 （ ） A．最后离开电场时，α粒子偏角最大 B．最后离开电场时，质子的动能最大 C．最后离开电场时，质子的速率最大 D．电子通过匀强电场的时间最短 4．电子在电势差U1的加速电场由静止开始运动，然后射