帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)解題三步法(編輯修改稿)
2025-04-21 01:11 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 同步調(diào)變化,但由于視覺暫留及熒光物質(zhì)的殘光特性看到一條豎直亮線.加掃描電壓可使這一豎直亮線轉(zhuǎn)化成正弦圖形。XX’的作用:與上同理,如果只在偏轉(zhuǎn)電極XX’上加電壓,亮斑就在水平方向發(fā)生偏移,加上掃描電壓,與信號(hào)電壓周期相同，熒光屏將出現(xiàn)完整的正弦圖形. 例5：如圖86所示，是一個(gè)示波管工作原理圖，電子經(jīng)加速以后以速度V0垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，離開電場(chǎng)時(shí)偏轉(zhuǎn)量是h，兩平行板間的距離為d，電勢(shì)差為U，（h/U）叫做示波管的靈敏度，為了提高靈敏度，可采用下列哪些辦法？ （ ）（1）增大兩板間的電勢(shì)差U （2）盡可能使板長(zhǎng)L做得短些（3）盡可能使兩板間距離d減小些 (4) 使電子入射速度V0大些 【審題】本題物理過程與例題4相同，也是帶電粒子的偏轉(zhuǎn)問題，與示波管結(jié)合在 一起，同時(shí)題目當(dāng)中提到了示波管的靈敏度這樣一個(gè)新物理量，只 要仔細(xì)分析不難得 出正確結(jié)論。【解析】 豎直方向上電子做勻加速運(yùn)動(dòng)，故有h=12at2=qul22dmv02,則hu=ql22dmv02 C正確.【總結(jié)】本題是理論聯(lián)系實(shí)際的題目，同時(shí)題目中提出了示波管靈敏度這一新概念，首先需要搞清這一新概念，然后應(yīng)用牛頓第二定律及運(yùn)動(dòng)學(xué)公式加以求解。四、根據(jù)運(yùn)動(dòng)軌跡分析有關(guān)問題該種類型的題目分析方法是：先畫出入射點(diǎn)軌跡的切線，即畫出初速度v0的方向，再根據(jù)軌跡的彎曲方向，確定電場(chǎng)力的方向，進(jìn)而利用力學(xué)分析方法來分析其它有關(guān)的問題。圖87例6：在圖87甲中，虛線表示真空里一點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng)中的兩個(gè)等勢(shì)面，實(shí)線表示一個(gè)帶負(fù)電q的粒子運(yùn)動(dòng)的路徑，不考慮粒子的重力，請(qǐng)判定（１）Ｑ是什么電荷？（２）ＡＢＣ三點(diǎn)電勢(shì)的大小關(guān)系；（３）ＡＢＣ三點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小關(guān)系；（４）該粒子在ＡＢＣ三點(diǎn)動(dòng)能的大小關(guān)系。【審題】Ａ、Ｂ、Ｃ是帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡上的三點(diǎn)，通過軌跡的彎曲方向得出受力方向，由受力方向判斷Q的電性，畫出電場(chǎng)線，判斷電勢(shì)的高低及場(chǎng)強(qiáng)的大?。桓鶕?jù)電場(chǎng)力對(duì)帶電粒子的做功情況判斷粒子在Ａ、Ｂ、Ｃ三點(diǎn)動(dòng)能的大小關(guān)系?！窘馕觥浚ǎ保┰O(shè)粒子在Ａ點(diǎn)射入，則Ａ點(diǎn)的軌跡切線方向就是粒子q的初速v0的方向（如圖87乙）。由于粒子q向偏離Ｑ的方向偏轉(zhuǎn)，因此粒子q受到Ｑ的作用力是排斥力，故Ｑ與q的電性相同，即Ｑ帶負(fù)電。（２）因負(fù)電荷Ｑ的電場(chǎng)線是由無窮遠(yuǎn)指向Ｑ的，因此φＡ=φCφＢ。（3） 由電場(chǎng)線的疏密分布（或由E=kQ/r2）得EA=ECEB。（4） 因粒子從A→B電場(chǎng)力做負(fù)功，由動(dòng)能定理可知EKBEKA ，因φA=φC，由電場(chǎng)力做功WAC=QUAc知WAC=0，因此由動(dòng)能定理得EKA=EKC，故EKA=EKCEKB。【總結(jié)】該種類型的題目分析方法是：先畫出入射點(diǎn)軌跡的切線，即畫出初速度v0的方向，再根據(jù)軌跡的彎曲方向，確定電場(chǎng)力的方向，進(jìn)而利用力學(xué)分析方法來分析其它有關(guān)的問題。例7： 在圖88中a、b和c表示點(diǎn)電荷a的電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面，它們的電勢(shì)分別為U、23U、14U。一帶電粒子從等勢(shì)面a上某處由靜止釋放后，僅受電場(chǎng)力作用而運(yùn)動(dòng)，已知它經(jīng)過等勢(shì)面b時(shí)的速率為v，則它經(jīng)過等勢(shì)面c的速率為( ) 。圖88【審題】1．已知a、b、c三點(diǎn)的電勢(shì)的大小關(guān)系為U23U14U,根據(jù)“電場(chǎng)線的方向總 是由電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面”的性質(zhì)，可分析出本題中的電場(chǎng)線方向是由場(chǎng)源點(diǎn)電荷Q為中心向四處放射的，而這樣分布電場(chǎng)線的場(chǎng)源點(diǎn)電荷應(yīng)當(dāng)是帶正電的。2．原來處于靜止?fàn)顟B(tài)的帶電粒子，若僅受電場(chǎng)力作用應(yīng)做加速運(yùn)動(dòng)。應(yīng)沿 著電場(chǎng)線的方向由電勢(shì)高處向電勢(shì)低處運(yùn)動(dòng)。說明：前面所說的加速運(yùn)動(dòng)不一定是勻加速運(yùn)動(dòng)。只有在勻強(qiáng)電場(chǎng)中帶電粒子才會(huì)作勻加速運(yùn)動(dòng)。在非勻強(qiáng)電場(chǎng)中（例如在點(diǎn)電荷場(chǎng)源的電場(chǎng)中）由于各處的電場(chǎng)強(qiáng)度不同，電荷所受的電場(chǎng)力的大小是變化的，所以加速度的大小也是變化的。3．解答本題選用的主要關(guān)系式為：Uab為a、b兩等勢(shì)面的電勢(shì)差，Va、vb為帶電粒子經(jīng)過時(shí)a、b等勢(shì)面時(shí)的速率。（對(duì)于b、c兩等勢(shì)面也存在同樣形式的關(guān)系式。）【解析】設(shè)：帶電粒子的電量為q；a、b兩等勢(shì)面的電勢(shì)差為Uab，b、c兩等勢(shì)面的電勢(shì)差Ubc；帶電粒子經(jīng)過等勢(shì)面a、b、
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