高二帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動(dòng)教學(xué)與練習(xí)

1、優(yōu)秀學(xué)習(xí)資料歡迎下載【同步教育信息 】一 . 本周教學(xué)內(nèi)容：§ 9 帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動(dòng)§ 10 靜電的利用和防止1. 帶電離子的加速度帶電粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：帶電粒子沿與電場線平行的方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場，受到電場力與運(yùn)動(dòng)方向在同一直線上，做加速直線運(yùn)動(dòng)。如圖所示，在真空中有一對(duì)平行金屬板，兩板間加電壓 U，兩板間有一個(gè)帶正電荷 q 的帶電粒子。U. q+-電場力做功的情況：帶電粒子在運(yùn)動(dòng)過程中，電場力所做的功，WqU ，設(shè)帶電粒子到達(dá)負(fù)極板時(shí)的動(dòng)能，1212v2qUEK2mv 。電動(dòng)能定理：qU2mv ，m 。* 以上公式適用于一切電場（勻強(qiáng)電場和非勻強(qiáng)電場）2. 帶電粒子

2、的偏轉(zhuǎn)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：帶電粒子以速度v0 垂直于電場線方向飛入兩帶電平行板產(chǎn)生的勻強(qiáng)電場時(shí)，受到恒定的與初速度方向成90角的電場力作用而做類平拋運(yùn)動(dòng)（勻變速曲線運(yùn)動(dòng)）yd如圖所示，在真空中水平放置一對(duì)金屬板和 y ，板間距離為，在兩板間加以電壓U，兩板間的勻強(qiáng)電場 E U / d ，現(xiàn)有一電荷量為q 的帶負(fù)電的粒子，以水平速度v0 射入電場中，帶電粒子在豎直方向上做勻加速運(yùn)動(dòng)。FqEqUat 2又 tl yql 2ammd yUm2v02mv02 d負(fù)粒子離開電場時(shí)， 豎直方向的分速度vatqlU， 離開電場時(shí)的偏轉(zhuǎn)角度mv0 d可得： tgvqlUv0mv02d3. 帶電粒子的重力是否可

3、以忽略（ 1）基本粒子：如電子、質(zhì)子、 粒子，離子等，除有說明或有明確的暗示以外，一般都可以忽略不計(jì)。（ 2）帶電顆粒：如塵埃、液滴、小球等，除有說明或明確暗示以外一般都不能忽略。4. 示波管優(yōu)秀學(xué)習(xí)資料歡迎下載（ 1）構(gòu)造及功用：電子槍：發(fā)射并加速電子。偏轉(zhuǎn)電極：yy ：使電子束豎直偏轉(zhuǎn)（加信號(hào)電壓）；偏轉(zhuǎn)電極xx ：使電子束水平偏轉(zhuǎn)（加掃描電壓）熒光屏、玻殼（ 2）原理：yy 作用：被電子槍加速的電子在yy 電場中做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，出電場后做勻速直線運(yùn)動(dòng)打到熒光屏上， y 隨信號(hào)電壓同步變化，但由于視覺暫留及熒光物質(zhì)的殘光特性看到一條亮線。如何使這一豎直亮線轉(zhuǎn)化成正弦圖形呢？就要加掃描電壓

4、 xx ：在掃描電壓一周期內(nèi)，信號(hào)電壓也變化一周期熒光屏將出現(xiàn)一完整正弦圖形。5. 靜電的利用：目前靜電的利用很多，如靜電除塵，靜電噴涂，靜電植絨，靜電復(fù)印。以煤作燃料的工廠、電站，每天排出的煙氣帶走大量的煤粉，這不僅浪費(fèi)燃料，而且嚴(yán)重地污染環(huán)境，利用靜電除塵可以消除煙氣中的煤粉。6. 靜電的防止靜電也會(huì)給人們帶來麻煩甚至造成危害（ 1）靜電吸引會(huì)造成很多危害， 在印刷廠里， 紙張之間的摩擦帶電會(huì)使紙張粘在一起，難以分開，給印刷帶來麻煩。（ 2）靜電對(duì)現(xiàn)代高精密度，高靈敏度的電子設(shè)備有影響。（ 3）靜電的最大危害是放電火花會(huì)引起火災(zāi)。7. 防止靜電的危害的基本方法是：盡快把靜電引走，避免越積越

5、多，如油罐車、飛機(jī)利用導(dǎo)體與大地接觸，導(dǎo)走靜電。在地毯中雜導(dǎo)電纖維。溫度增大時(shí)，電荷隨時(shí)放出，可避免靜電積累。二 . 教學(xué)目的：1. 理解帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。能夠解決加速度和偏轉(zhuǎn)的有關(guān)問題。2. 知道示波器的基本原理。3. 知道靜電的利用和防止?！镜湫屠}分析】 例 1 如圖所示， 質(zhì)量為 m，帶 q 電量的滑塊絕沿緣斜面勻速下滑，的勻強(qiáng)電場區(qū)時(shí)，滑塊運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)為（ ）當(dāng)滑塊滑至豎直向下A. 繼續(xù)勻速下滑C. 將減速下滑B. 將加速下滑D. 上述三種情況都可能發(fā)生m qv分析與解答：當(dāng)滑塊沿絕緣斜面勻速下滑時(shí)，mg sinmg cos（式中傾角，為摩擦因數(shù)），當(dāng)滑塊滑至豎直向下的勻

6、強(qiáng)電場區(qū)時(shí)，在斜面方向上，沿斜面向下的力為 ( mgqE ) sin，沿斜面向上的力為(mgqE) cos，即 (mgEq) sin為斜面(mgEq) cos，繼續(xù)勻速下滑。優(yōu)秀學(xué)習(xí)資料歡迎下載答案： A 例 2 帶電量為 q 的粒子，以初動(dòng)能 EK 從兩平行金屬板的正中央沿垂直于電力線的方向進(jìn)入， 在這兩板間存在的勻強(qiáng)電場，恰從帶負(fù)電金屬板邊緣飛出，且飛出時(shí)動(dòng)能變?yōu)?2EK ，則金屬板間的電壓為（）A. EK / qB. 2EK / qC. EK / 2qD. 4EK / q分析與解答： 兩金屬板間電壓U 為金屬板正中央到負(fù)極板間電壓U 的 2 倍，根據(jù)動(dòng)能定理 qU 2EKEK， UEK

7、/ q ， U2U 2EK/ q 。答案： B 例 3 如圖，一個(gè)絕緣光滑半圓環(huán)軌道，放在豎直向下的勻強(qiáng)電場E 中，在環(huán)的上端，一質(zhì)量為 m，帶電量為q 的小球，由靜止開始沿軌道運(yùn)動(dòng)，則（）A. 小球運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒B. 小球經(jīng)過環(huán)的最低點(diǎn)時(shí)速度最大C. 在最低點(diǎn)球?qū)Νh(huán)的壓力為D. 在最低點(diǎn)球?qū)Νh(huán)的壓力為( mgqE )3(mgqE )E分析與解答： 小球在運(yùn)動(dòng)過程中除重力外還有電場力做功， 機(jī)械能不守恒， 重力功、電場力的功都與路徑無關(guān)，當(dāng)兩個(gè)等勢(shì)面間距離最大時(shí)做功最多，當(dāng)帶正電小球從環(huán)的上端到經(jīng)過最低點(diǎn)過程中，重力和電場力都做正功，且兩個(gè)等勢(shì)面間距離也最大，所以做功最多，因此，小球經(jīng)過

8、環(huán)的最低點(diǎn)時(shí)，動(dòng)能最大，速度最大， ( qE mg) R1 mv 2，mv22N mg qE， N 3( mg qE) 。R答案： B、D。【模擬試題】1. 在真空中帶電粒子P1 和 P2 先后以相同的初速度從O 點(diǎn)射入勻強(qiáng)電場，它們的初速度垂直于電場強(qiáng)度方向，偏轉(zhuǎn)之后分別打在B、 C 點(diǎn)，且 AB=BC ，P1 帶的電量為P2 的 3 倍，則 P1 P2 的質(zhì)量之比，m1 : m2 為（）A.3:2B.2:3C.4:3D.3:4O .ABC2. 一個(gè)帶負(fù)電的粒子射入固定在O 點(diǎn)的點(diǎn)電荷的電場中，粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如實(shí)線所示，圖中虛線為同心圓弧，表示電場中的等勢(shì)面，不計(jì)重力可以判斷（）A. O 點(diǎn)處電荷一定是正電荷B. 粒子在 a 點(diǎn)處的加速度一定大于b 點(diǎn)處的加速度C. 粒子在 a 點(diǎn)處的電勢(shì)能一定大于b 點(diǎn)處的電勢(shì)能優(yōu)秀學(xué)習(xí)資料歡迎下載D. 粒子的 a 點(diǎn)的速率一定大于b 點(diǎn)處的速率a .bO3. 質(zhì)子和 粒子原來相距 r，若同時(shí)釋放它們，它們將做加速運(yùn)動(dòng)，則在運(yùn)動(dòng)中未發(fā)生變化的物理量（）A. 它們的總動(dòng)能B. 它們的總動(dòng)量C. 它們的加速度D