- 高三物理带电加速偏转
高三物理带电加速偏转相关的实验包括:
1. 电子在电场中的加速与偏转:电子在电场中加速时,由动能定理可得:qU=1/2mv²,电子偏转时,由运动的分解可得:水平方向速度不变,竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动。
2. 光电效应实验:通过光电计时实验研究光电效应规律,包括光电子的最大初动能、遏止电压等。
3. 示波器实验:通过示波器展示交流信号的波形和频率。
此外,还有电容器的动态分析等。这些实验涉及高中物理电学部分的重要知识点,对于理解和掌握电学知识非常重要。
相关例题:
题目:一个带电粒子在电场中加速后,进入一个水平方向的匀强电场中,并沿着直线经过一个偏转电场。已知粒子质量为m,带电量为q,加速电场的电压为U1,偏转电场的电压为U2,偏转极板长为L,极间距为d,不计粒子重力。
求:
1. 粒子经过加速电场时的速度大小;
2. 粒子经过偏转电场时的侧移量;
3. 粒子离开偏转电场时的偏转角度。
解答:
1. 粒子经过加速电场时,由动能定理得:
$qU_{1} = frac{1}{2}mv^{2}$
解得粒子经过加速电场时的速度大小为:
$v = sqrt{frac{2qU_{1}}{m}}$
2. 粒子进入偏转电场后,受到水平方向的电场力和垂直方向的库伦力作用,根据牛顿第二定律得:
$F_{y} = qE = frac{U_{2}}{d}q$
$a = frac{F_{y}}{m} = frac{U_{2}}{md}$
粒子做类平抛运动,水平方向上做匀速直线运动,速度不变,即:
$L = v_{0}t$
垂直方向上做初速度为零的匀加速直线运动,加速度为:
$a^{prime} = frac{U_{2}}{md}$
根据位移公式得:
$y = frac{1}{2}a^{prime}t^{2} = frac{d}{2}frac{(U_{2}t)^{2}}{md}$
解得粒子经过偏转电场时的侧移量为:
$y = frac{d}{2}frac{(U_{2}L)^{2}}{U_{1}d}$
3. 粒子离开偏转电场时,其速度分解为水平方向和竖直方向两个分速度,设竖直分速度为v_{y},则有:
$v_{y}^{2} = 2a^{prime}y$
解得竖直分速度为:
$v_{y} = sqrt{frac{U_{2}L^{2}}{md}}$
粒子离开偏转电场时的偏转角度为:
tanθ = frac{v_{y}}{v_{0}} = frac{sqrt{frac{U_{2}L^{2}}{md}}}{sqrt{frac{2qU_{1}}{m}}}
总结:该例题考察了带电粒子在加速和偏转电场中的运动规律和解题方法,需要熟练掌握相关知识才能正确解答。
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