1、带电粒子在交变电场中的运动,在两个相互平行的金属板间加交变电压时,在两板间便可获得交变电场(随时间周期性变化的电场),一、带电粒子的速度与电场线方向平行,例1、如图a所示,A、B是一对平行金属板,在两板上加一周期为T的交变电压U,A板的电势UA=0,B板的电势UB随时间变化的规律如图b所示。现有一电子从A板上的小孔进入两板间的电场区内,设电子的初速度和重力的影响均可忽略,下列说法正确的是( ),A,B,d,a,b,A、若电子是在t=0时刻进入的,它将一直向B板运动 B、若电子是在t=T/8时刻进入的,它将时而向B板运动,时而向A板运动,最后打在B板上 C、若电子是在t=3T/8时刻进入的,它将
2、时而向B板运动,时而向A板运动,最后打在B板上 D、若电子是在t=T/2时刻进入的,它将时而向B板运动,时而向A板运动,A、B,例2:如图3所示,两平行金属板相距为d,其中B板接地现在两板间加低频交变电压,A板电势uA如图所示按余弦规律变化在t=0时,紧靠B板的质量为m,带电量为e的电子由静止开始在电场力作用下运动,若运动中电子始终未碰到两板,则电子将在两板之间作什么运动?,思考:在上问题中,如果电子在t=3T/4时刻由静止开始运动?,例3:A、B两块相距为d的平行金属板,加有如图4所示的交变电压u,t=0时A板电势高于B板,这时紧靠B板有质量为m,电量为e 的电子,由静止开始在电场力作用下运
3、动要使电子到达A板时具有最大动能,求:所加交变电压的频率最大不得超过多少?,不能超过,二、带电粒子的速度与电场线方向垂直,例1、如图17(甲)所示,平行板电容器板间距为d, 两板所加电压如图17(乙)所示,t=0时刻,质量为m、带电量为q的粒子以平行于极板的速度V0射入电容器,2.5T时恰好落在下极板上,带电粒子的重力不计,在这一过程中求: (1)该粒子的水平位移; (2)粒子落到下极板时的速度。,水平方向的夹角为,例2、如图111(a)所示,两块平行金属板,相距为d, ,加上如图(b)所示的方波形电压,电压最大值为Um,周期为T.现有一离子束,其中每个粒子的带电荷量为q,质量为m,从与两板等
4、距处与板平行的方向连续射入如图(a)。设粒子通过平行板所用的时间为T(和电压变化的周期相同),且已知所有的粒子最后都可以通过两板间的空间而打在右端的靶上。试求粒子最后打在靶上的位置范围(即与靶心o的最大距离和最小距离).不计重力影响。,例3:如图5所示,在真空中速度为v=6.4107m/s的电子束连续地射入两平行极板之间,极板长度l=8.010-2m,间距为d=5.010-3m两极板不带电时,电子束将沿两极板之间的中线通过在两极板上加频率为50Hz的交变电压u = Umsint,如果所加电压的最大值Um超过某一值UC时,将开始出现以下现象:电子束有时能通过两极板,有时间断不能通过 (1)求UC的大小; (2)求Um为何值时,才能使通过时间和间断的时间之比为21,(1)Uc=91V (2)Um=105V,