帶電粒子在電場中加速與偏轉(zhuǎn)(已修改)
2025-07-09 17:07 本頁面
【正文】 帶電粒子在電場中的加速和偏轉(zhuǎn)編稿：董炳倫 審稿：李井軍 目標認知學習目標 能夠熟練的對帶電粒子在電場中的加速和偏轉(zhuǎn)進行計算 了解示波管的工作原理，體會靜電場知識對科學技術的影響。學習的重點和難點 帶電粒子在電場中的加速和偏轉(zhuǎn)知識要點梳理知識點一：帶電粒子在電場中的加速和減速運動 要點詮釋：（1）帶電粒子在勻強電場中運動的計算方法 用牛頓第二定律計算：帶電粒子受到恒力的作用，可以方便的由牛頓第二定律以及勻變速直線運動的公式進行計算?！ ∮脛幽芏ɡ碛嬎悖簬щ娏Ｗ釉陔妶鲋型ㄟ^電勢差為UAB 的兩點時動能的變化是， 則。(2)帶電粒子在非勻強電場中運動的計算方法 用動能定理計算：在非勻強電場中，帶電粒子受到變力的作用，用牛頓第二定律計算不方便，通常只用動能定理計算?！ 。喝鐖D真空中有一對平行金屬板，間距為d，接在電壓為U的電源上，質(zhì)量為m、電量為q的正電荷穿過正極板上的小孔以v0進入電場，到達負極板時從負極板上正對的小孔穿出。不計重力，求：正電荷穿出時的速度v是多大？ 解法一、動力學 由牛頓第二定律： ① 由運動學知識：v2－v02=2ad ② 聯(lián)立①②解得： 解法二、由動能定理 解得 討論： ?。?）若帶電粒子在正極板處v0≠0， 由動能定理得qU=mv2mv02 解得v= （2）若將圖中電池組的正負極調(diào)換，則兩極板間勻強電場的場強方向變?yōu)樗较蜃螅瑤щ娏繛?q，質(zhì)量為m的帶電粒子，以初速度v0，穿過左極板的小孔進入電場，在電場中做勻減速直線運動?！ 、偃魐0＞，則帶電粒子能從對面極板的小孔穿出，穿出時的速度大小為v， 有 qU=mv2mv02 解得v= ?、谌魐0＜，則帶電粒子不能從對面極板的小孔穿出，帶電粒子速度減為零后，反方向加速運動，從左極板的小孔穿出，穿出時速度大小v=v0。 設帶電粒子在電場中運動時距左極板的最遠距離為x， 由動能定理有： qEx=0mv02 又E=(式d中為兩極板間距離) 解得x=。知識點二：帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn) 要點詮釋：（1）帶電粒子在勻強電場中的偏轉(zhuǎn) 高中階段定量計算的是，帶電粒子與電場線垂直地進入勻強電場或進入平行板電容器之間的勻強電場。如圖所示： ?。?）粒子在偏轉(zhuǎn)電場中的運動性質(zhì) 受到恒力的作用，初速度與電場力垂直，做類平拋運動：在垂直于電場方向做勻速直線運動；在平行于電場方向做初速度為零的勻加速直線運動。 ?。║為偏轉(zhuǎn)電壓，d為兩板間的距離，L為偏轉(zhuǎn)電場的寬度（或者是平行板的長度），v0為經(jīng)加速電場后粒子進入偏轉(zhuǎn)電場時的初速度。）（3）帶電粒子離開電場時 垂直電場線方向的速度 沿電場線方向的速度是 合速度大小是： ，方向： 離開電場時沿電場線方向發(fā)生的位移 偏轉(zhuǎn)角度也可以由邊長的比來表示，過出射點沿速度方向做反向延長線，交入射方向與點Q，如圖：
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