1.9 带电粒子在电场
中的运动
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
研究对象分析
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在小得多，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。
带电粒子在匀强电场中
运动情况：
受到恒定的电场力
受力情况：
做匀变速运动
带电粒子在电场中的二类基本运动：
一、带电粒子在电场中的加速
二、 带电粒子在电场中的偏转
一. 带电粒子在电场中的加速
E1
用牛顿运动定律分析
用动能定理分析
（加速电压）
根据动能定理：qU = mv2/2
或根据牛顿定律：a = F/m = qU/dm
和运动学公式：v2 =2ad
得
粒子加速后的速度与加速电压有关
此式也适用于不是匀强电场的情况
一. 带电粒子在电场中的加速
例题1：右图所示，两平行金属板间加一电压U，有一带正电荷q、质量为m的带电粒子在电场力的作用下以初速v0开始从正极板向负极板运动。则（1）带电粒子在电场中作什么运动？（2）粒子穿出负极板时的速度多大？（3）粒子穿出负极板后做什么运动？
一般用“动能定理”求解
分析：对于粒子来说，一般有mg<＜F，故可忽略。
(1)带电粒子在电场中以加速度a=F/m=qU/md做匀加
速直线运动。
(2)由v2-vo2=2ad 解得：
或：由动能定理qU=mv2/2-mv02/2解得：
1、下列粒子由静止经加速电压为U的电场加速后，哪种粒子动能最大 （ ）
哪种粒子速度最大 （ ）
A、质子 B、电子C、氘核 D、氦核
例与练
与电量成正比
与比荷平方根成正比
D
B
三、带电粒子在匀强电场中的偏转
d
U
v0
q、m
三、带电粒子在电场中的偏转
1．进入电场的方式：以初速度v0垂直于电场线方向进入匀强电场.
2．受力特点：电场力大小 ，且方向与初速度v0的方向 .
3．运动特点：做 运动，与力学中的 类似.
不变
垂直
匀变速曲线
平抛运动
三、带电粒子在匀强电场中的偏转
d
U
v0
q、m
F
v
v0
vy
y
θ
偏转角
侧移
1．基本关系
三、带电粒子在匀强电场中的偏转
类平抛运动
与粒子比荷q/m成正比
与粒子初速度v0平方成反比
与电场的属性U、l、d有关
三、带电粒子在匀强电场中的偏转
与粒子比荷q/m成正比
与粒子初速度v0平方成反比
与电场的属性U、l、d有关
类平抛运动
练习2。一动能为1000eV的电子，沿着与电场垂直的方向进入匀强偏转电场，已知偏转电极长6.0cm，相距离1cm，偏转电压4.0V，求电子离开偏转电场时的偏转角度。
解：由偏转角度公式



及1eV=1.6×10-19J,
　
　有 =

=0.012,
　　　　　得：φ=0.69°
四、 加速和偏转
让一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子的混合物由静止开始经过同一加速电场加速，然后在同一偏转电场里偏转，它们是否会分为三股？请说明理由。
比较离子在偏转电场的侧移距离y
如果 y互不相同
如果 y 相同
会分为三股
不会分为三股
比较离子是否以相同偏角φ 射出
如果φ互不相同
会分为三股
如果φ 相同
不会分为三股
让一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子的混合物由静止开始经过同一加速电场加速，然后在同一偏转电场里偏转，它们是否会分为三股？请说明理由。
答案：不会分为三股。
三、带电粒子先加速后偏转在电子技术中的应用——示波管。
电子枪
偏转电极
荧
光
屏
示波器是一种用来观察电信号随时间变化的电子仪器。它的核心部件是示波管：由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，管内抽成真空。
五、示波管的原理
产生高速飞行的电子束
待显示的电压信号
锯齿形扫描电压
使电子沿Y方向偏移
使电子沿x方向偏移
五、示波管的原理
1、如果在电极XX’之间不加电压，而在YY’之间加不变电压，使Y的电势比Y’高，电子将打在荧光屏的什么位置？
电子沿Y方向向上偏移
五、示波管的原理
1、如果在电极XX’之间不加电压，而在YY’之间加不变电压，使Y’的电势比Y高，电子将打在荧光屏的什么位置？
电子沿Y方向向下偏移
1、如果在电极XX’之间不加电压，但在YY’之间加不变电压，使Y的电势比Y’高，电子将打在荧光屏的什么位置？
如果在电极 YY’之间不加电压，但在XX’之间加不变电压，使X的电势比X’高，电子将打在荧光屏的什么位置？
电子沿X方向向里偏移
五、示波管的原理
五、示波管的原理
1、如果在电极XX’之间不加电压，但在YY’之间加不变电压，使Y的电势比Y’高，电子将打在荧光屏的什么位置？
如果在电极 YY’之间不加电压，但在XX’之间加不变电压，使X’的电势比X高，电子将打在荧光屏的什么位置？
电子沿X方向向外偏移
五、示波管的原理
2、如果在电极XX’之间不加电压，但在YY’之间加如图所示的交变电压，在荧光屏上会看到什么图形？
0五、示波管的原理
2、如果在电极XX’之间不加电压，但在YY’之间加如图所示的交变电压，在荧光屏上会看到什么图形？
t1五、示波管的原理
3、如果在YY’之间加如图所示的交变电压，同时在XX’之间加不变电压，使X的电势比X’高，在荧光屏上会看到什么图形？
0五、示波管的原理
3、如果在YY’之间加如图所示的交变电压，同时在XX’之间加不变电压，使X的电势比X’高，在荧光屏上会看到什么图形？
t1五、示波管的原理
3、如果在YY’之间加如图所示的交变电压，同时在XX’之间加不变电压，使X’的电势比X高，在荧光屏上会看到什么图形？
电子沿Y方向向上向下偏，沿X方向向外偏
五、示波管的原理
4、如果在YY’之间加如图所示的交变电压，同时在XX’之间加锯齿形扫描电压，在荧光屏上会看到什么图形？
X
Y
O
A
B
C
D
E
F
A
B
C
D
E
F
A
B
O
C
t1
D
E
F
t2
怎样在荧光屏上显示信号电压的正弦波形？
怎样在荧光屏上显示信号电压的正弦波形？
满足什么条件才能得到稳定正确的波形？
Uy
t
O
T
T
2T
T/2
T扫=NT
显示出的信号完整波形个数由什么决定？
N