時帶電粒子在電場中的運動(1)-資料下載頁
2025-05-15 09:29本頁面
【正文】 ,微粒 P的運動情況是 （ ） b a A B P D A 解 :A和 B的間距 d稍增大 ,電容 C減小 , Q=CU要減小 ,二極管不允許電流從 b流向 a,故電量 Q不 變 ,電壓增大 ,電場強度不變 ,所以，微粒 P仍靜止不動 練 如圖， D為一理想二極管（正向電阻為 0，反向電阻無窮大），平行金屬板 M、 N水平放置，兩板之間有一帶電微粒以速度 v0沿圖示方向做直線運動，當微粒運動到 P點時，將 M板迅速向上平移一小段距離，則此后微粒的運動情況是 （ ） A．沿軌跡①運動 B．沿軌跡②運動 C．沿軌跡③運動 D．沿軌跡④運動 B P v0 ① ④ ③ ② D N M 練、如圖所示，在 P板附近有一電子由靜止開始向 Q板運動，則關(guān)于電子在兩板間的運動情況，下列敘述正確的是： ( ) ，加速的時間越長 ，加速度就越大，則電子到達 Q板時的速度就越大 Q板時的速度與板間距離無關(guān)，僅與加速電壓有關(guān) 無關(guān) U P Q F AC A B 練、兩個相距為 d 的平行金屬板 ,有正對著的兩小孔 A、 B, 如圖甲所示 ,兩板間加如圖乙所示的交變電場 , 一質(zhì)量為 m,帶電量為 +q 的帶電粒子 ,在 t =0時刻在 A孔處無初速釋放 ,試判斷帶電粒子能否穿過 B孔？（ t=0時刻 A板電勢高） 甲圖 U/v t/s u u 乙圖 T T/2 A a v a v’ 前半周期帶電粒子向右勻加速，后半周期向右勻減速，第一個周期末，速度恰為 0，一個周期內(nèi)始終向右運動 , 以后不斷重復(fù)第一個周期的運動，直到通過B點 . 后半周期粒子運動情況？ 粒子會不會返回？ 請畫出粒子運動的 vt 圖線 . A B 甲圖 u /v t/s U 乙圖 T 2T t/s 0 0 v/m/s U T 2T 丙圖 問題：為使帶電粒子到達 B孔時速度最大， A、 B間距應(yīng)滿足什么條件？ 畫出速度圖線能 更清楚了解物體 運動情況 要使帶電粒子到達 B點時速度 最大，必須從 A到 B一直加速，即在半個周期內(nèi) 到達 . 解：設(shè)帶電粒子在半個周期內(nèi)的位移為 S由題意知：只要 S≥d , 粒子出電場時速度可達最大 . 有： TmqUddTmdqU8222????????問題：從 vt圖上看，在 t=(2n+1)T/2時刻粒子速度最大，是否本題有系列解？ 用 W12=qU12計算電場力的功時 ,要注意 W12和 U12的對應(yīng)關(guān)系 . B 甲圖 t/s U 乙圖 T 2T t/s 0 0 v/m/s U T 2T 丙圖 T 2T u /v t/s U 乙圖 0 U v/m/s t/s 0 丙圖 例 兩個相距為 d的平行金屬板 ,有正對著的兩小孔 A、 B, 如圖甲所示 ,兩板間加如圖乙所示的交變電場 , 一質(zhì)量為 m, 帶電量為 +q的帶電粒子 ,在 t =T/4時刻在 A孔處無初速釋放 , 試判斷帶電粒子能否穿過 B孔？（ t=0時刻 A板電勢高） A B 甲圖 答：粒子在 t=T/4時刻釋放，如果在運動的第一個 T/2內(nèi)沒有通過 B孔 ,則就不能通過 B孔 . 不論 A、 B間距離多大，問帶電粒子何時釋放，帶電粒子一定能通過 B孔？ 帶電粒子在 T/4前釋放，一定能通過 B孔 . 練、兩個相距為 d= m的平行金屬板 ,有正對著的兩小孔 A、 B,如圖甲所示 ,兩板間加如圖乙所示的交變電場 ,u= 104V,交變電壓的周期 T= 10－ 6s, t=0時刻 A板電勢高，一質(zhì)量為 m,帶電量為 +q的帶電粒子 ,在 t=T/6時刻在 A孔處無初速釋放 ,帶電粒子比荷q/m= 108C/kg,問 :粒子運動過程中將與某一極板相碰撞 ,求從開始運動到粒子與極板碰撞所用時間 . A B 甲圖 U/v t/s u u 乙圖 T T/2 t/s U U T T/2 T/6 7T/6 t/s v/m/s 0 A B T/3 T/3 T/3 粒子在 T/2時刻 (即運動了 T/3時間 )速度 v=a T/3= 105m/s 向右位移 s=(v/2) 2T/3=8 10－ 2m 簡解： a= qU/dm = 1011m/s2 粒子在運動的一個周期內(nèi)向右運動8 10－ 2m 然后再向左運動 2 10－ 2m 所以在一個周期內(nèi)粒子位移向右 ,為Δx=6 102m 粒子在 T時刻 (即運動了 5T/6時間 )速度 v’=a T/6= 105m/s 反向位移 s’=(v’/2) T/3=2 10－ 2m 粒子在 24個周期內(nèi)運動的位移 24 6 10－ 2m= m 粒子在 24個周期內(nèi)向右運動的最大 距離 為 23 6 10－ 2m ＋ 8 10－ 2m= 所以第 25個周期內(nèi) ,粒子只要向右運動 就通過 B孔 A B m t/s v 0 s s’ T/32T/3 對往復(fù)運動特別要關(guān)注最后一個周期內(nèi)的運動情況 . t總 =24T+T/3+t = 105s T= 106s d= m 是否 TTt 25106 2 ??? ?= 105s Δx=6 102m 221 atvts ??拓展： (1)若電子在 t=0時刻進入電場，經(jīng)時間 2T，剛好到達 B板，則 A、 B之間的距離應(yīng)滿足什么條件？ (2)為使帶電粒子到達 B板的速度最大， A、 B之間的距離又應(yīng)滿足什么條件？ 例 ，間隔均為d ，各等勢面的電勢如圖所示，現(xiàn)有一質(zhì)量為 m的帶電小球，以大小為 v0的速度射入電場， v0的方向與水平方向成 300斜向上，要使質(zhì)點做直線運動，則 （ 1）小球帶何種電荷？電量為多少？ （ 2）在入射方向的最大位移是多少？ 練、如圖所示為示波管中偏轉(zhuǎn)電極的示意 圖，相距為 d，長為 L的平行板 A、 B加上 電壓后，可在 A、 B之間的空間中（設(shè)為 真空）產(chǎn)生電場（設(shè)為勻強電場），在 AB左端距 A、 B等距離處的 o點，有一電荷量為 +q、質(zhì)量為 m的粒子以初速度 vo沿水平方向（與 A、 B板平行）射入，不計重力，要使此粒子能從 C處射出，則 A、 B間的電壓應(yīng)為（ ） A + + + + + + vo A B o d
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