带电粒子在电场中受到静电力的作用,因此会产生加速度,并且速度的大小和方向可能会发生变化。
注意
基本粒子
微观带电粒子:电子、质子、α粒子。与重力无关
宏观带电粒子:带电液滴、带电颗粒、带电油滴等。应考虑重力(除非另有说明)。
带电粒子的加速
如图所示,真空中有一对平行的金属板。 它们之所以充电是因为它们连接到电池组。 两块极板之间的电势差为U。如果一个质量为m、正电荷为q的粒子从静止开始,在静电力的作用下从正极板移动到负极板,计算它到达负极板时的速度。
带正电粒子运动时,静电力对其所做的功为W=qU
假设带电粒子到达负极板时的运动速度为v,其动能为
由动能定理我们可以得到
所以
粒子被加速后的速度与粒子的质量m、电荷量q以及加速过程开始和结束时的电势差U有关。 它与电场是否均匀或粒子运动的路径无关。
带电粒子的偏转
将一对金属板放置在真空中,并将两块金属板连接到电源带电粒子在电场中的运动,因此两块金属板之间会出现电场。 当带电粒子注入电场时,它受到的静电力的方向与其速度方向不一致,因此会发生偏转。
加速度:
锻炼时间:
侧移:
偏转角正切:
退出速度:
示波器管的原理
示波器可用于观察电信号随时间的变化。 示波器的核心部件是示波管,它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成。 管子被抽真空。 电子枪产生高速飞行的电子束。
如果偏转电极XX'和偏转电极YY'之间不加电压,电子束从电子枪发射后沿直线传播,击中荧光屏中心,在荧光屏中心出现亮点。生成的。
将要显示的信号电压加到示波管的YY'偏转电极上。 这个电压是周期性的,XX'偏转电极通常连接仪器本身产生的锯齿波电压,称为扫描电压。 如果信号电压是周期性的,且扫描电压的周期与信号电压相同,则可以在荧光屏上获得一段时间内待测信号随时间变化的稳定图像。
练习练习
1、如图示波器所示带电粒子在电场中的运动,电子被电压U1加速,以速度v0垂直进入偏转电场。 离开电场时的偏转量为h。 两平行板之间的距离为d,电位差为U2,板长为L,每单位电压引起的偏转量h/U称为示波管的灵敏度,那么可以采用以下哪种方法提高示波器管的灵敏度()
A 增大两板之间的电位差U2
B 增加板长L
C减小板间距离d
D 增大加速电压U1
2、如图所示为示波器原理示意图。 两平行板之间的距离为d,板长为L。电子被电压U1的电场加速后,从两平行板之间的中心垂直进入偏转电场。 假设电子的质量为me,电荷为e。
(1)求电子被电场加速后的速度V
(2) 如果电子离开偏转电场时的速度偏转角最大,则两平行板之间的电压U2应为多少? 射出电子的动能是多少?
练习分析
1.公元前
带电粒子被加速电场加速:
,当带电粒子进入偏转电场时,根据平行抛掷定律,水平方向:L=v0t,垂直方向
,结合上面的公式,我们得到
。
2.v=
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