第九節(jié)帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)無(wú)答案

1、第九節(jié)帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)、帶電粒子的加速1帶電粒子：對(duì)于質(zhì)量很小的帶電粒子，如電子、質(zhì)子等，雖然它們也會(huì)受到萬(wàn)有引力（重力）的作用,但一般說來(lái)遠(yuǎn)小于靜電力，可以忽略.2. 在勻強(qiáng)電場(chǎng)E中，被加速的粒子電荷量為q,質(zhì)量為m,從靜止開始加速的距離為d,加速后的速1度為v,這些物理量間的關(guān)系滿足動(dòng)能定理：qEd=mv2.在非勻強(qiáng)電場(chǎng)中，若粒子運(yùn)動(dòng)的初末位置的電勢(shì)差為12U，動(dòng)能定理表達(dá)為：qU=2mv.一般情況下帶電粒子被加速后的速度可表達(dá)成:判一判1.（1）質(zhì)量很小的粒子不受萬(wàn)有引力的作用.（）（2）帶電粒子在電場(chǎng)中只受電場(chǎng)力作用時(shí)，電場(chǎng)力一定做正功.（）（3）電場(chǎng)力做正功時(shí)，粒子動(dòng)能一定增加

2、.（）提示：（1）x（2）x（3）x帶電粒子在電場(chǎng)中的加速1. 帶電粒子的分類（1）微觀粒子如電子、質(zhì)子、a粒子、離子等，除有說明或有明確的暗示以外，此類粒子一般不考慮重力（但并不忽略質(zhì)量）.（2）宏觀微粒如液滴、油滴、塵埃、小球等，除有說明或有明確的暗示以外，一般都不能忽略重力.2. 處理思路（1）受力分析仍按力學(xué)中受力分析的方法分析，只是多了一個(gè)電場(chǎng)力而已，如果帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，則電場(chǎng)力為恒力（qE）;如果在非勻強(qiáng)電場(chǎng)中，則電場(chǎng)力為變力.（2）運(yùn)動(dòng)過程分析帶電粒子沿與電場(chǎng)線平行的方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)，受到的電場(chǎng)力與運(yùn)動(dòng)方向在同一條直線上，做勻加（減）速直線運(yùn)動(dòng).（3）處理方法力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系法

3、一一牛頓第二定律根據(jù)帶電粒子受到的電場(chǎng)力，用牛頓第二定律求出加速度，結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式確定帶電粒子的速度、時(shí)間和位移等.這種方法通常適用于受恒力作用下做勻變速運(yùn)動(dòng)的情況.功能關(guān)系法動(dòng)能定理由粒子動(dòng)能的變化量等于電場(chǎng)力做的功知：1212mvmvo=qU,v=若粒子的初速度為零，則W=qU適用于任何電場(chǎng).這種方法既適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)，也適用于非勻強(qiáng)電場(chǎng)，因?yàn)楣?如圖所示，在P板附近有一電子由靜止開始向Q板運(yùn)動(dòng).已知兩極板間電勢(shì)差為U，板間距為d,電子質(zhì)量為m,電荷量為e.則關(guān)于電子在兩板間的運(yùn)動(dòng)情況，下列敘述正確的是（）A.若將板間距d增大一倍，則電子到達(dá)Q板的速率保持不變B.若將板間距d增大一倍，則電

4、子到達(dá)Q板的速率也增大一倍C.若將兩極板間電勢(shì)差U增大一倍，則電子到達(dá)Q板的時(shí)間保持不變D.若將兩極板間電勢(shì)差U增大一倍，則電子到達(dá)Q板的時(shí)間減為一半2.（2013高考新課標(biāo)全國(guó)卷I）一水平放置的平行板電容器的兩極板間距為d,極板分別與電池兩極相連.上極板中心有一小孔（小孔對(duì)電場(chǎng)的影響可忽略不計(jì)）.小孔正上方：處的P點(diǎn)有一帶電粒子，該粒子從靜止開始下落.經(jīng)過小孔進(jìn)入電容器，并在下極板處（未與極板接觸）返回.若將下極板向上平移3，則從p3點(diǎn)開始下落的相同粒子將（）A打到下極板上B.在下極板處返回c.在距上極板2處返回D.在距上極板w處返回53.質(zhì)子（1H）、a粒子（；He）、鈉離子（Na）三個(gè)粒

5、子分別從靜止?fàn)顟B(tài)經(jīng)過電壓為U的同一電場(chǎng)加速后，獲得動(dòng)能最大的是（）A.質(zhì)子（iH）B.a粒子（；He）C.鈉離子（Na+）D.都相同A板向B板運(yùn)動(dòng)，當(dāng)?shù)竭_(dá)B板時(shí)速度為v,IO4. （2014蕪湖一中高二檢測(cè)保持兩板間電壓不變，則（A.當(dāng)增大兩板間距離時(shí)，B.當(dāng)減小兩板間距離時(shí)，C.當(dāng)改變兩板間距離時(shí)，）如圖所示，電子由靜止開始從）v增大v增大v不變D.當(dāng)增大兩板間距離時(shí)，電子在兩板間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間增大二、帶電粒子的偏轉(zhuǎn)1.進(jìn)入電場(chǎng)的方式：以初速度V0垂直于電場(chǎng)方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng).2.運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)垂直電場(chǎng)方向：不受力，做勻速直線運(yùn)動(dòng)沿著電場(chǎng)方向：受恒定的電場(chǎng)力，做初速度為零的.勻加速直線運(yùn)動(dòng)3.運(yùn)動(dòng)規(guī)律（

6、如圖）平行電quii2qui2運(yùn)動(dòng)場(chǎng)方向速度:滬$mu；位移：y=討=2m而垂直電場(chǎng)方向速度：Vx=Vo位移：x=Vot偏轉(zhuǎn)角度：tan0=想一想2.所帶電荷量相同的不同粒子，以相同的初速度垂直電場(chǎng)線射入勻強(qiáng)電場(chǎng)，它們?cè)陔妶?chǎng)中的運(yùn)動(dòng)相同嗎？提示：不一定相同.如果電性不同，帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)方向不同；如果質(zhì)量不同，它們?cè)陔妶?chǎng)中的加速度不同.帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)1.基本關(guān)系（如圖所示）vx=v0l=v0t初速度方向12|vy=aty=尹t（電場(chǎng)線方向）2.導(dǎo)出關(guān)系粒子離開電場(chǎng)時(shí)的側(cè)移位移為：y=粒子離開電場(chǎng)時(shí)速度偏轉(zhuǎn)角的正切tan0=vyV0粒子離開電場(chǎng)時(shí)位移與初速度夾角的正切y=qUIta

7、na=.=2l2mv0d3.幾個(gè)推論（1）粒子射出電場(chǎng)時(shí)好像從板長(zhǎng)I的1處沿直線射出，根據(jù)y/tan=l/2.1，根據(jù)tana=*tan0.（3）若幾種不同的帶電粒子經(jīng)同一電場(chǎng)加速之后再進(jìn)入同一個(gè)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，粒子的側(cè)移位移、偏轉(zhuǎn)角與粒（2）位移方向與初速度方向間夾角的正切為速度偏轉(zhuǎn)角正切的子的q、m無(wú)關(guān)，僅取決于加速電場(chǎng)和偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)根據(jù)U2為偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電壓.1（2014聊城三中高二月考）一束電子流在經(jīng)U直進(jìn)入平行板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)，如圖所示若兩板間距板間飛出，兩個(gè)極板上最大能加多大電壓？y=，tan吐鋁2淇中Ui為加速電場(chǎng)的電壓,4Uid2Uid5000V的加速電壓加速后，在距兩極板等距離處垂d=1.

8、0cm,板長(zhǎng)1=5.0cm，那么要使電子能從平行2如圖所示，一束帶電粒子（不計(jì)重力）垂直電場(chǎng)方向進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，試討論在以下情況中，粒子應(yīng)具有什么條件，才能得到相同的偏轉(zhuǎn)距離y和偏轉(zhuǎn)角度0,已知粒子的電荷量為q,質(zhì)量為m,極板長(zhǎng)度為I,間距為d，電勢(shì)差為U.l、d、U為定值，q、m為不定值.（1）以相同的初速度V0進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)；（2）以相同的初動(dòng)能Ek0進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)；先由同一電場(chǎng)直線加速后再進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng).帶電粒子在電場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)3如圖，勻強(qiáng)電場(chǎng)中有一半徑為r的光滑絕緣圓軌道，軌道平面與電場(chǎng)方向平行.a、b為軌道直徑的兩端，該直徑與電場(chǎng)方向平行.一電荷為q（q>0）的質(zhì)點(diǎn)沿軌道內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng).經(jīng)

9、過a點(diǎn)和b點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道壓力的大小分別為Na和N.不計(jì)重力，求電場(chǎng)強(qiáng)度的大小E、質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過a點(diǎn)和b點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能.4.如圖所示，有一電子（電荷量為e）經(jīng)電壓U0加速后，進(jìn)入兩塊間距為d、電壓為U的平行金屬板間.若電子從兩板正中間垂直電場(chǎng)方向射入，且正好能穿過電場(chǎng)，求：（1）金屬板AB的長(zhǎng)度；（2）電子穿出電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能.5. 如圖所示，A、B為兩塊足夠大的相距為d的平行金屬板，接在電壓為U的電源上.在A板的中央P點(diǎn)放置一個(gè)電子發(fā)射源.可以向各個(gè)方向釋放電子.設(shè)電子的質(zhì)量為m、電荷量為e,射出的初速度為v.求電子打在B板上的區(qū)域面積？（不計(jì)電子的'重力）三、示波管的原理1. 構(gòu)造示波管是示波器的核心

10、部件，外部是一個(gè)抽成真空的玻璃殼，內(nèi)部主要由電子槍（發(fā)射電子的燈絲、加速電極組成）、偏轉(zhuǎn)電極（由一對(duì)X偏轉(zhuǎn)電極板和一對(duì)Y偏轉(zhuǎn)電極板組成）和熒光屏組成，如圖所示.（1）掃描電壓：XX'偏轉(zhuǎn)電極接入的是由儀器自身產(chǎn)生的鋸齒形電壓.2.原理燈絲被電源加熱后，出現(xiàn)熱電子發(fā)射，發(fā)射出來(lái)的電子經(jīng)加速電場(chǎng)加速后，以很大的速度進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，如果在Y偏轉(zhuǎn)極板上加一個(gè)信號(hào)電壓，在X偏轉(zhuǎn)極板上加一掃描電壓，在熒光屏上就會(huì)出現(xiàn)按Y偏轉(zhuǎn)電壓規(guī)律變化的可視圖像.4.示波管是示波器的核心部件，它由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成，如圖所示.如果在熒光屏上點(diǎn)出現(xiàn)亮斑，那么示波管中的A.極板X應(yīng)帶正電C.極板Y應(yīng)帶正電極板

11、Y'應(yīng)帶正電D.練習(xí)一、單項(xiàng)選擇題）在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)情況，下列說法正確的是1. 關(guān)于帶電粒子（不計(jì)重力A.一定是勻變速運(yùn)動(dòng)B.不可能做勻減速運(yùn)動(dòng)C.一定做曲線運(yùn)動(dòng)（粒子不D.可能做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，不可能做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)142. 如圖所示，質(zhì)子（iH）和a粒子（2He），以相同的初動(dòng)能垂直射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)計(jì)重力），則這兩個(gè)粒子射出電場(chǎng)時(shí)的側(cè)位移y之比為（）A.1:1B.1:2C.2:1D.1:43. （2014濟(jì)南第二中學(xué)高二檢測(cè)）如圖所示，有三個(gè)質(zhì)量相等，分別帶正電、負(fù)電和不A、帶電的小球，從平行板電場(chǎng)中的P點(diǎn)以相同的初速度垂直于E進(jìn)入電場(chǎng)，它們分別落到B、C三點(diǎn)（）A.落到A點(diǎn)的小球帶

12、正電，落到B點(diǎn)的小球不帶電B.三小球在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等C.三小球到達(dá)正極板時(shí)動(dòng)能關(guān)系是EkA>EkB>EkcD.三小球在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的加速度關(guān)系是aA>aB>ac4. 如圖所示，兩金屬板與電源相連接，電子從負(fù)極板邊緣垂直電場(chǎng)方向射入勻強(qiáng)電場(chǎng)，且恰好從正極板邊緣飛出.現(xiàn)在使電子入射速度變?yōu)樵瓉?lái)的兩倍，而電子仍從原位置射入，且仍從正極板邊緣飛出，則兩極板的間距應(yīng)變?yōu)樵瓉?lái)的（）A.2倍B.4倍11c.2d.；5.（2013高考廣東卷）噴墨打印機(jī)的簡(jiǎn)化模型如圖所示.重力可忽略的墨汁微滴,以速度v垂直勻強(qiáng)電場(chǎng)飛入極板間，最終打在紙上，則微滴在極板間電場(chǎng)中（）A.向負(fù)極板偏轉(zhuǎn)B.

13、電勢(shì)能逐漸增大C.運(yùn)動(dòng)軌跡是拋物線經(jīng)帶電室?guī)ж?fù)電后,信號(hào)輸人墨盒irnnLlllil帶電室D.運(yùn)動(dòng)軌跡與帶電量無(wú)關(guān)6.兩平行金屬板相距為d,電勢(shì)差為U,電子質(zhì)量為m、電荷量為e,從0點(diǎn)沿垂直于極板的方向射入電場(chǎng)，最遠(yuǎn)到達(dá)A點(diǎn)，然后返回，如圖所示，0A間距為h,則此電子的初動(dòng)能為（）edhdUA.B._Ueh_eUeUhC.dhD.7.圖甲為示波管的原理圖如果在電極YY'之間所加的電壓按圖乙所示的規(guī)律變化,之間所加的電壓按圖丙所示的規(guī)律變化，則在熒光屏上會(huì)看到的圖形是圖亮斑電子槍:°*_'I”x!.-+Y'熒光膵偏轉(zhuǎn)屯扱YXX'在電極A、B、C、D中的（

14、、多項(xiàng)選擇題8. （2014江蘇天一中學(xué)高二測(cè)試）如圖所示，M、N是真空中的兩塊平行金屬板質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子，以初速度V0由小孔進(jìn)入電場(chǎng)，當(dāng)M、N間電壓為U時(shí)，粒子恰好能到達(dá)N板.如果要使這個(gè)帶電粒子到達(dá)M、N板間距的1/2后返回，下列措施中能滿足要求的是（不計(jì)帶電粒子的重力）（）A.使初速度減為原來(lái)的1/2B.使M、N間電壓加倍C.使M、N間電壓提高到原來(lái)的4倍D.使初速度和M、N間電壓都減為原來(lái)的1/29. 豎直放置的平行金屬板A、B連接一恒定電壓，兩個(gè)電荷M和N以相同的速率分別從極板A邊緣和兩板中間沿豎直方向進(jìn)入板間電場(chǎng)，恰好從極板B邊緣射出電場(chǎng)，如圖所示，不考慮電荷的重力和

15、它們之間的相互作用，下列說法正確的是（）A.兩電荷的電荷量可能相等B.兩電荷在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等C.兩電荷在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的加速度相等D.兩電荷離開電場(chǎng)時(shí)的速度大小相等10.如圖所示是一個(gè)說明示波管工作原理的示意圖,直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，離開電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)量是U2，板長(zhǎng)為L(zhǎng).為了提高示波管的靈敏度U1加速后垂d,電勢(shì)差為（每單位電壓引起的偏轉(zhuǎn)量嚴(yán)）,可采用的U2電子經(jīng)電壓h，兩平行板間的距離為方法是（）A.增大兩板間的電勢(shì)差U2B.盡可能使板長(zhǎng)L長(zhǎng)些C.盡可能使板間距離d小一些D.使加速電壓U1升高一些三、非選擇題11.在如圖所示的示波器的電容器中,進(jìn)入電場(chǎng)，以O(shè)點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，沿行線與電子徑跡分別交于.口.冋電子以初速度V0沿著垂直場(chǎng)強(qiáng)的方向從x軸取OA=AB=BC,再過點(diǎn)A、B、C作y軸的平M、N、P點(diǎn)，求AM:BN:CP和電子途經(jīng)M、N、P三點(diǎn)時(shí)O點(diǎn)沿