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带电粒子在电场中的加速和偏转 编稿:董炳伦 审稿:李井军
目标认知 学习目标 、能够熟练的对带电粒子在电场中的加速和偏转进行计算 、了
解示波管的工作原理, 体会静电场知识对科学技术的影响。 学习的重点和难点 带电粒
子在电场中的加速和偏转 知识要点梳理 知识点一:带电粒子在电场中的加速和减速运
动要点诠释: ()带电粒子在匀强电场中运动的计算方法 用牛顿第二定律计算:带电
粒子受到恒力的作用,可以方便的由牛顿第二定律以及匀变速直线运动的公式进行计算。
用动能定理计算:带电粒子在电场中通过电势差为 的两点时动能的变化是 , 则
。() 带电粒子在非匀强电场中运动的计算方法 用动能定
理计算:在非匀强电场中,带电粒子受到变力的作用,用牛顿第二定律计算不方便,通常只
用动能定理计算 。 :如图真空中有一对平行金属板,
间距为,接在电压为的电源上,质量为、电量为的正电荷穿过正极板上的小孔以进入电场,
到达负极板时从负极板上正对的小孔穿出。不计重力,求:正电荷穿出时的速度是多大?
解法一、 动力学 由牛顿第二定律: ①
由运动学知识:- ② 联立①②解得: 解法二、由动能定理
解得 讨论: ()若带电粒子在正极
板处≠, 由动能定理得 解得 ()若将图中电池组
的正负极调换, 则两极板间匀强电场的场强方向变为水平向左, 带电量为, 质量为的带电粒
子,以初速度, 穿过左极板的小孔进入电场, 在电场中做匀减速直线运动。 ①若> ,
则带电粒子能从对面极板的小孔穿出,穿出时的速度大小为, 有 解得
②若< ,则带电粒子不能从对面极板的小孔穿出,带电粒子速度减为
零后, 反方向加速运动, 从左极板的小孔穿出,穿出时速度大小。 设带电粒子在电场中
运动时距左极板的最远距离为, 由动能定理有: 又 ( 式中为两极板间距离 )
解得 。知识点二:带电粒子在电场中的偏转 要点诠释: ()带电粒子在匀强电场
中的偏转 高中阶段定量计算的是, 带电粒子与电场线垂直地进入匀强电场或进入平行板
电容器之间的匀强电场。如图所示:
()粒子在偏转电场中的运动性
质 受到恒力的作用, 初速度与电场力垂直, 做类平抛运动: 在垂直于电场方向做匀速直
线运动;在平行于电场方向做初速度为零的匀加速直线运动。
(为偏转电压, 为两板间的距离, 为偏转电场
的宽度(或者是平行板的长度),为经加速电场后粒子进入偏转电场时的初速度。) ()带
电粒子离开电场时 垂直电场线方向的速度 沿电场线方向的速度是
合速度大小是:
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