25探究电子束在示波管中的运动
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2.5 探究电子束在示波管中的运动
属于“带电粒子在电场中的运动问题”
一、带电粒子的重力是否忽略 1、基本粒子：如电子、质子、离子、α 粒子等在没
有明确指出或暗示下重力一般忽略不计。
2、带电颗粒：如油滴、液滴、尘埃、带电小球在没有明 确指出或暗示下重力一般不能忽略。
二、带电粒子在电场中的加速
• 仅在电场力作用下，初速度与电场共线:
m
a qU md
qUL vy mdv 0
h
qU L2
2
m
d
v
2 0
L
x
Ud
v0 o
x`
h
φ
vx
侧向位移与偏向角
vy
v
tg
qUL m dv02
h
Ltg或tg
2
h L
2
增加的动能
Ek
q2U 2L2 2md2v02
示波器原理 一维偏转
l
L
U
Y
v0 o
U’
∮
h
v
y
Y`
例1．如图1.5-13所示，水平放置的两块平行金属板长l =5cm， 两板间距d=1cm，两板间电压为U=90V，且上板带正电，一个 电子沿水平方向以速度v0=2.0×107m/s，从两板中央射入，求： （1）电子偏离金属板的侧位移是多少？（2）电子飞出电场 时的速度是多少？（3）电子离开电场后，打在屏上的P点， 若s=10cm，求OP的长．
带电体在电场中运动
（1）平衡（静止或匀速）：仅在电场力和重力作用下满足 qEmg
（2）加速
a、能量：在任何电场中，若只有电场力做功，有．qU12mv2212mv12
b、动力学：在匀强电场中，若只有电场力作用，带电体做匀变速
运动，其加速度为
．
（3）偏转:
当不计重力的带电粒子以一定初速垂直电场方向进入匀强电场时, 粒子的运动为类平抛运动，其轨迹是抛物线． a Eq
qU =
1 2
mv2—
1 2
mv02
d
v = v02 2qU/m
m v0
v
q
若 v0 = 0 则
qU =
1 2
mv2
v = 2qU/ m
u
三、带电粒子在电场中的偏转
L
Ud
x
v0 o
x`
h
φ
vx
vy
v
LLeabharlann xUdv0 o
x`
h
φ
vx
vy
在垂直于场强方向上，粒子做匀速直线运动：
v
在平行于场强方向上粒子做初速度为零的匀加速直线运动：
P
y d
θ
M
y0
x
O
l
s
图1.5-13
例2、图1.3—18是一个说明示波管工作原理的示意图，电子经 电压U1加速后以速度υ0垂直进入偏转电场，离开电场时的偏转 量是h，两平行板间的距离为d，电势差U2，板长L，为了提高 示波管的灵敏度（每单位电压引起的偏转量），可采用的方法 是（ ）
A、增大两板间电势差U2 B、尽可能使板长L短些 C、尽可能使板间距离d小一些 D、使加速电压U1升高一些
属于“带电粒子在电场中的运动问题”
一、带电粒子的重力是否忽略 1、基本粒子：如电子、质子、离子、α 粒子等在没
有明确指出或暗示下重力一般忽略不计。
2、带电颗粒：如油滴、液滴、尘埃、带电小球在没有明 确指出或暗示下重力一般不能忽略。
二、带电粒子在电场中的加速
• 仅在电场力作用下，初速度与电场共线:
m
a qU md
qUL vy mdv 0
h
qU L2
2
m
d
v
2 0
L
x
Ud
v0 o
x`
h
φ
vx
侧向位移与偏向角
vy
v
tg
qUL m dv02
h
Ltg或tg
2
h L
2
增加的动能
Ek
q2U 2L2 2md2v02
示波器原理 一维偏转
l
L
U
Y
v0 o
U’
∮
h
v
y
Y`
例1．如图1.5-13所示，水平放置的两块平行金属板长l =5cm， 两板间距d=1cm，两板间电压为U=90V，且上板带正电，一个 电子沿水平方向以速度v0=2.0×107m/s，从两板中央射入，求： （1）电子偏离金属板的侧位移是多少？（2）电子飞出电场 时的速度是多少？（3）电子离开电场后，打在屏上的P点， 若s=10cm，求OP的长．
带电体在电场中运动
（1）平衡（静止或匀速）：仅在电场力和重力作用下满足 qEmg
（2）加速
a、能量：在任何电场中，若只有电场力做功，有．qU12mv2212mv12
b、动力学：在匀强电场中，若只有电场力作用，带电体做匀变速
运动，其加速度为
．
（3）偏转:
当不计重力的带电粒子以一定初速垂直电场方向进入匀强电场时, 粒子的运动为类平抛运动，其轨迹是抛物线． a Eq
qU =
1 2
mv2—
1 2
mv02
d
v = v02 2qU/m
m v0
v
q
若 v0 = 0 则
qU =
1 2
mv2
v = 2qU/ m
u
三、带电粒子在电场中的偏转
L
Ud
x
v0 o
x`
h
φ
vx
vy
v
LLeabharlann xUdv0 o
x`
h
φ
vx
vy
在垂直于场强方向上，粒子做匀速直线运动：
v
在平行于场强方向上粒子做初速度为零的匀加速直线运动：
P
y d
θ
M
y0
x
O
l
s
图1.5-13
例2、图1.3—18是一个说明示波管工作原理的示意图，电子经 电压U1加速后以速度υ0垂直进入偏转电场，离开电场时的偏转 量是h，两平行板间的距离为d，电势差U2，板长L，为了提高 示波管的灵敏度（每单位电压引起的偏转量），可采用的方法 是（ ）
A、增大两板间电势差U2 B、尽可能使板长L短些 C、尽可能使板间距离d小一些 D、使加速电压U1升高一些