帶電粒子在電場中受到靜電力的作用,因此會產生加速度,并且速度的大小和方向可能會發生變化。
注意
基本粒子
微觀帶電粒子:電子、質子、α粒子。與重力無關
宏觀帶電粒子:帶電液滴、帶電顆粒、帶電油滴等。應考慮重力(除非另有說明)。
帶電粒子的加速
如圖所示,真空中有一對平行的金屬板。 它們之所以充電是因為它們連接到電池組。 兩塊極板之間的電勢差為U。如果一個質量為m、正電荷為q的粒子從靜止開始,在靜電力的作用下從正極板移動到負極板,計算它到達負極板時的速度。
帶正電粒子運動時,靜電力對其所做的功為W=qU
假設帶電粒子到達負極板時的運動速度為v,其動能為
由動能定理我們可以得到
所以
粒子被加速后的速度與粒子的質量m、電荷量q以及加速過程開始和結束時的電勢差U有關。 它與電場是否均勻或粒子運動的路徑無關。
帶電粒子的偏轉
將一對金屬板放置在真空中,并將兩塊金屬板連接到電源帶電粒子在電場中的運動,因此兩塊金屬板之間會出現電場。 當帶電粒子注入電場時,它受到的靜電力的方向與其速度方向不一致,因此會發生偏轉。
加速度:
鍛煉時間:
側移:
偏轉角正切:
退出速度:
示波器管的原理
示波器可用于觀察電信號隨時間的變化。 示波器的核心部件是示波管,它由電子槍、偏轉電極和熒光屏組成。 管子被抽??真空。 電子槍產生高速飛行的電子束。
如果偏轉電極XX'和偏轉電極YY'之間不加電壓,電子束從電子槍發射后沿直線傳播,擊中熒光屏中心,在熒光屏中心出現亮點。生成的。
將要顯示的信號電壓加到示波管的YY'偏轉電極上。 這個電壓是周期性的,XX'偏轉電極通常連接儀器本身產生的鋸齒波電壓,稱為掃描電壓。 如果信號電壓是周期性的,且掃描電壓的周期與信號電壓相同,則可以在熒光屏上獲得一段時間內待測信號隨時間變化的穩定圖像。
練習練習
1、如圖示波器所示帶電粒子在電場中的運動,電子被電壓U1加速,以速度v0垂直進入偏轉電場。 離開電場時的偏轉量為h。 兩平行板之間的距離為d,電位差為U2,板長為L,每單位電壓引起的偏轉量h/U稱為示波管的靈敏度,那么可以采用以下哪種方法提高示波器管的靈敏度()
A 增大兩板之間的電位差U2
B 增加板長L
C減小板間距離d
D 增大加速電壓U1
2、如圖所示為示波器原理示意圖。 兩平行板之間的距離為d,板長為L。電子被電壓U1的電場加速后,從兩平行板之間的中心垂直進入偏轉電場。 假設電子的質量為me,電荷為e。
(1)求電子被電場加速后的速度V
(2) 如果電子離開偏轉電場時的速度偏轉角最大,則兩平行板之間的電壓U2應為多少? 射出電子的動能是多少?
練習分析
1.公元前
帶電粒子被加速電場加速:
,當帶電粒子進入偏轉電場時,根據平行拋擲定律,水平方向:L=v0t,垂直方向
,結合上面的公式,我們得到
。
2.v=
您對電場中使用帶電粒子有任何疑問嗎?
歡迎留言與我們討論