基本信息
一.带电粒子的运动
1.带电粒子在电场和磁场中的运动
(1)带电粒子在电场中的运动
【解题建议】:
这一类型中较复杂的问题主要包括:(1)带电粒子在电容器极板间不同偏转情况的比较;(2)带电粒子在周期性电场中的运动;(3)对加速、偏转、出场后打屏(或转桶)整体过程的考查,偏转运动是核心。前两种情况可以先从某种特殊情况分析,再推向一般情况。第三种情况涉及示波器的原理,但要求计算时一步一扣,前面的错误结果可能会导致后面解不出来,所以值得高度重视。
【实战练兵1】:
长度为L,相距为d的两平行金属板加如图59所示的电压,一质量为m,带电量为q的粒子从t=0时刻起,以初速度v 沿板的中线射入两板之间,不计重力。试求:
(1)为使粒子飞出电场时的动能最大
(2)为使粒子飞出电场时的动能最小所加的电压U 及周期T各满足什么条件。
【实战练兵1答案】:
解:(1)要让粒子飞出电场时的动能最大应满足
(1) = (2)
由(1)得 T≥ 由(2)得 U =
(2)要让粒子飞出电场时的动能最大应满足
=nT (3) 2× < (4)
由(3)得T= 由(4)得 U < (n=0、1、2、…)
【实战练兵2】
如图所示,A、B为两块平行金属板,A板带正电、B板带负电。两板之间存在着匀强电场,两板间距为d、电势差为U,在B板上开有两个间距为L的小孔。C、D为两块同心半圆形金属板,圆心都在贴近B板的O’处,C带正电、D带负电。两板间的距离很近,两板末端的中心线正对着B板上的小孔,两板间的电场强度可认为大小处处相等,方向都指向O’。半圆形金属板两端与B板的间隙可忽略不计。现从正对B板小孔紧靠A板的O处由静止释放一个质量为m、电量为q的带正电微粒(微粒的重力不计),问:
(1)微粒穿过B板小孔时的速度多大?
(2)为了使微粒能在CD板间运动而不碰板,CD板间的电场强度大小应满足什么条件?
(3)从释放微粒开始,经过多长时间微粒通过半圆形金属板间的最低点P点?
【实战练兵2答案】
(1)设微粒穿过B板小孔时的速度为v,根据动能定理,有
⑴
解得
(2)微粒进入半圆形金属板后,电场力提供向心力,有
⑵