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    高中物理第一章第9课《带电粒子在电场中的运动》(选修3-1)

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    课程内容

    《带电粒子在电场中的运动》
    电场中的带电粒子一般可分为两类:
    1、带电的基本粒子:如电子、质子、α粒子,正负离子等。这些粒子所受重力和电场力相比小得多,除非有说明或明确的暗示以外,一般都不考虑重力。(但并不能忽略质量)
    2、带点微粒:如带点小球、液滴、尘埃等。除非有说明或明确的暗示以外,一般都考虑重力。
    3、某些带电体是否考虑重力,要根据题目暗示或运动状态来判定。
    带电粒子在匀强电场中受恒定的电场力,做匀变速运动。
    运动的情况可能是:匀变速直线运动、匀变速曲线运动。
    一、带电粒子的加速
    根据牛顿运动学定律:
        a=F/m=Eq/m=Uq/dm
    结合运动学公式:v2=2ad
    解得:
    根据动能定理:qU=1/2·mv2
    解得:
    如果带电粒子以初速度v0进入电场中则
        qU=1/2·mvt2-1/2·mv02
    解得:
    粒子加速后的速度只与加速电压有关。
    由于电场力做功与场强是否匀强无关,与运动路径也无关,因此该式也适用于非匀强电场。
    二、带点粒子在匀强电场中的偏转
    初速度v0方向:匀速直线运动
    电场力F方向:初速度为0的匀加速直线运动
    对偏移公式的讨论:
        y=1/2·at2=qUL2/2mdv02
    对于不同的带点粒子
    (1)若以相同的速度射入,则y∝q/m,y∝U
    (2)若以相同的动能射入,则y∝q,y∝U
    (3)若经相同电压U0加速后射入,则y=qUL2/2mdv02=UL2/4dU0,y与q、m无关,随加速电压的增大而减小,随偏转电压的增大而增大。
    沿电场方向→y=L/2·tanφ
    例题:炽热的金属丝发出的电子经U1加速后进入长为l、板间距为d的两平行金属板YY′中,YY′上加偏转电压U2,板端到荧光屏的距离L。
    求电子射出偏转电场时的偏向角正切值tanφ及打到屏上电子的偏移量y′。
    三、示波管的原理
    示波器是一种用来观察电信号随时间变化的电子仪器。它的核心部件是示波管:由电子枪、偏转电极和荧光屏组成,管内抽成真空。

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