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仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而
仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而
第十单元
第五节
带电粒子在电场中的运动
仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而
带电粒子在电场中的加速
壹
目录
带电粒子在电场中的偏转
贰
示
波
管
参
仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而
壹
带电粒子在电场中的加速
仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而
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。
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.带电微粒：如带电小球、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。
带电离子的分类
注意：忽略粒子的重力并不是忽略粒子的质量
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电子被加速器加速后轰击重金属靶时，会产生射线，可用于放射治疗。
在原子物理、核物理等领域，带电粒子被加速成高能粒子，轰击原子、原子核，帮助人类认识物质微观结构。
电子在加速器中是受到什么力作用而加速的呢
仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而
电子在加速器中是受到什么力的作用而加速的呢
在医学领域，带电粒子被加速，轰击金属靶，产生射线，用于放射治疗。
仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而
仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而
质量为m ，带正电荷q的粒子，在静电力作用下由静止开始从正极板向负极板运动，板间距为d，计算它到负极板时的速度v 。（不计粒子的重力）
F
U
+
+q
v
d
粒子做匀加速直线运动
解：
匀强电场
得
由
得
方法一：运动学
方法二：动能定理
仅电场力做功
得
复杂，且只适用于匀强电场
简单，适用于任何电场
仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而
若两极板间不是匀强电场，该用何种方法求解？
若粒子的初速度为零,则:
若粒子的初速度不为零,则:
能量观点：动能定理
+
-
+
1.利用牛顿第二定律和匀变速直线运动规律，仅适用于匀强电场中，物体做匀变速直线运动，即物体必须沿着电场线进入匀强电场。
2.利用动能定理，适用于一切电场因为公式W=qU适用于任何电场。
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带电粒子在电场中的解题思路：
F
U
+
+q
d
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北京正负电子对撞机的直线加速器
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多级直线加速器示意图
U
~
＋
－
因交变电压的变化周期相同，故粒子在每个加速电场中的运动时间相等。
U
0
u0
-u0
t
T
2T
t
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设电子进入第n个圆筒的速度为v,根据动能定理：
(因为在圆筒里电子是匀速直线运动)所以第n个圆筒的长度为：
=
=
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贰
带电粒子在电场中的偏转
仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而
仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而
电场力大小恒定，且方向与初速度v0方向垂直。
1.进入电场的方式：
带电粒子在电场中的偏转
3.运动特点：
2.受力特点：
+
- q
v0
以初速度v0垂直于电场线方向进入匀强电场。
F
做匀变速曲线运动，与力学中的抛体运动类似。
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带电粒子的偏转问题
+
如图，电子在平行极板方向上不受力，垂直极板方向上受到向下的电场力，与初速度，因此，电子做类平抛运动。
+
如右图，根据平抛运动的特点，有
①
②
偏转距离：
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L
d
+
- - - - - - - - - - - - -
+ + + + + + + + + + +
U
v0
F
+
v
v0
vy
y
θ
偏转角（偏向角）
偏移距离（侧移距离或侧移量）
粒子以初速度v0射入电场，求射出电场时沿垂直于板面方向偏移的距离y和速度偏转的角度θ。
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L
d
- - - - - - - -
+ + + + + + + + +
U
v0
q、m
+
+
vy
θ
v
v0
y
1.飞行时间：
加速度：
x方向分速度：
y方向分位移：
速度偏转角：
能飞出极板（ ）
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+
关于位移与初速度夹角θ有：
θ
α
速度偏转角（α）的正切为位移与初速度夹角（θ）正切的2倍，即tanα=2tanθ。速度的反向延长线交于水平位移的中点。
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+
θ
α
关于位移与初速度夹角θ有：
以相同的初速度进入同一电场的带电粒子，只要粒子比荷（q/m）相同，则偏转距离y和偏转角θ相同。
仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而
1.初速度v0相同的带电粒子，偏转距离y和偏转角度θ都与q/m成正比。
当偏转电场的U、L、d一定：
L
d
- - - - - - - - - -
+ + + + + + + + +
U
v0
q、m
+
+
vy
θ
v
v0
y
2.初动能mv02/2相同的带电粒子，偏转距离y和偏转角度θ都与q成正比。
3.比荷q/m相同的带电粒子，偏转距离y和偏转角度θ都与v02成反比
规律总结：
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解决带电粒子在电场中偏转问题的一般步骤
（1）分析平行于极板方向及垂直于极板方向上的两个运动性质
（2）找到两个运动的位移关系，列出等式联立
（3）解（2）中的方程组
注意：相同的物理量可直接在列等式时便舍去
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+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
-
+
_
U1
U2
v
-q
m
L
v0
加速
偏转
α
结论：不同带电粒子由静止经同一电场加速，再垂直进入同一偏转电场，侧移量y和偏转角α都是相同的，与m、q无关。
带电粒子经同一加速场到同一偏转场
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参
示
波
管
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示波器：用来观察电信号随时间变化的电子仪器。其核心部分是示波管
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示波器，可以用来观察电信号随时间变化的情况，示波器的核心部件是示波管。
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仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而
A
加速
B
偏转
C
示波
管
A
B
U
d
E
+
F
v0
仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而
仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而
示波管
加速电压
电子枪
偏转电极
亮斑
亮斑
荧光屏
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加速电压
电子枪
偏转电极
亮斑
亮斑
荧光屏
仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而
加速电压
电子枪
偏转电极
亮斑
亮斑
荧光屏
锯齿形扫描电压
锯齿形扫描电压
仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而
工作原理：
1.在加速电压下，电子枪产生告诉飞行的电子束；
2.示波管的YY′偏转电极上加的是待测的信号电压，使电子沿YY′方向偏转。
3.示波管的XX′偏转电极上加的是仪器自身产生的锯齿形电压(如图所示)，叫作扫描电压，使电子沿XX′方向偏转。
仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而
加速电压
电子枪
偏转电极
亮斑
亮斑
荧光屏
锯齿形扫描电压对应亮斑
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仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而
仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而
仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而
仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而
典型例题
仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而
例1.氕核(1(1)H)、氘核(1(2)H)、氦核(2(4)He)三种粒子，从同一位置A无初速度地进入加速电压为U的匀强电场，如图所示。整个装置处于真空中，不计粒子重力及其相互作用，下列说法错误的是(　　)
A.从A到B的过程中，氕核加速度最大B.从A到B的过程中，氘核和氦核所用时间相同C.到达B端时，氦核速度最大D.到达B端时，氦核动能最大解析:选C。根据E＝d(U)，F＝qE，F＝ma，联立得a＝md(qU)，因氕核(1(1)H)比荷最大，故加速度也最大；因氘核和氦核比荷相同，故加速度相同，A正确；根据d＝2(1)at2，可知t＝a(2d)，从A到B的过程中，氘核和氦核加速度相同，故所用时间相同，B正确；根据动能定理qU＝2(1)mv2得v＝m(2qU)，因氕核(1(1)H)比荷最大，故氕核(1(1)H)速度最大，C错误；根据动能定理qU＝Ek，氦核电荷量最大，动能最大，D正确。
仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而
例2.(多选)示波管中电子枪的原理示意图如图所示，示波管内被抽成真空。A为发射电子的阴极，K为接在高电势点的加速阳极，A、K间电压数值为U，电子离开阴极时的速度可以忽略，电子经加速后从K的小孔中射出时的速度大小为v。下面说法中正确的是(　　)
A.如果A、K间距离减半而电压仍为U，则电子离开K时的速度仍为vB.如果A、K间距离减半而电压仍为U，则电子离开K时的速度变为2(v)C.如果A、K间距离不变而电压减半，则电子离开K时的速度变为2(2)vD.如果A、K间距离不变而电压减半，则电子离开K时的速度变为2(v)解析：选AC。电子在两个电极间的加速电场中进行加速，由动能定理eU＝2(1)mv2－0得v＝m(2eU)，当电压不变，A、K间距离变化时，不影响电子的速度，A正确；电压减半，则电子离开K时的速度为2(2)v，C正确。
仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而
例3.如图所示，电子(重力可忽略)在电势差为U0＝4.5×103V的加速电场中，从左极板由静止开始运动，经加速电场加速后从右板中央垂直射入电势差为U＝45 V的偏转电场中，经偏转电场偏转后打在竖直放置荧光屏M上，整个装置处在真空中，已知电子的质量为m＝9.0×10－31kg，电荷量为e＝－1.6×10－19C，偏转电场的板长为L1＝10 cm，板间距离为d＝1 cm，光屏M到偏转电场极板右端的距离L2＝15 cm。求：
(1)电子飞出偏转电场时的偏转距离(侧移距离)y；(2)电子飞出偏转电场时偏转角的正切tanθ；(3)电子打在荧光屏上时到中心O的距离Y。
仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而
仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而
谢君一赏

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