第九节 带电粒子在电场中的运动

1.会分析带电粒子在电场中的受力特点和运动特点． 2．掌握带电粒子在电场中加速和偏转遵循的规律． 3．知道示波管的主要构造和工作原理．

一、带电粒子的加速

1．带电粒子：对于质量很小的带电粒子，如电子、质子等，虽然它们也会受到万有引力(重力)的作用，但一般说来远小于静电力，可以忽略．

2．在匀强电场E中，被加速的粒子电荷量为q，质量为m，从静止开始加速的距离为d，

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加速后的速度为v，这些物理量间的关系满足动能定理：qEd＝mv.

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在非匀强电场中，若粒子运动的初末位置的电势差为U，动能定理表达为：qU＝mv.

2一般情况下带电粒子被加速后的速度可表达成：v＝

2qUm. [判一判] 1.(1)质量很小的粒子不受万有引力的作用．( )

(2)带电粒子在电场中只受电场力作用时，电场力一定做正功．( ) (3)电场力做正功时，粒子动能一定增加．( ) 提示：(1)× (2)× (3)× 二、带电粒子的偏转

1．进入电场的方式：以初速度v0垂直于电场方向进入匀强电场． 2．运动特点

垂直电场方向：不受力，做匀速直线运动??

?沿着电场方向：受恒定的电场力，做初速度为零的?? 匀加速直线运动3．运动规律(如图)

qUl12qUl位移：y＝at＝2垂直电场方向速度：vx＝v0

mdv022mdv0场方向

qUl位移：x＝v0t偏转角度：tan θ＝2

mdv0

运动

速度：vy＝at＝

[想一想] 2.所带电荷量相同的不同粒子，以相同的初速度垂直电场线射入匀强电场，它们在电场中的运动相同吗？

提示：不一定相同.如果电性不同，带电粒子在电场中的偏转方向不同；如果质量不同，它们在电场中的加速度不同.

三、示波管的原理 1．构造

示波管是示波器的核心部件，外部是一个抽成真空的玻璃壳， 内部主要由电子枪(发射电子的灯丝、加速电极组成)、偏转电极(由一对X偏转电极板和一对Y偏转电极板组成)和荧光屏组成，如图所示．

平行电

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2．原理

(1)扫描电压：XX′偏转电极接入的是由仪器自身产生的锯齿形电压．

(2)灯丝被电源加热后，出现热电子发射，发射出来的电子经加速电场加速后，以很大的速度进入偏转电场，如果在Y偏转极板上加一个信号电压，在X偏转极板上加一扫描电压，在荧光屏上就会出现按Y偏转电压规律变化的可视图像．