物理選修3-1_帶電粒子在電場中的運動(上).ppt

1、一. 帶電粒子的加速 二. 帶電粒子的偏轉(zhuǎn) 對偏移公式的討論 高考和?？碱}選 2006年上海卷1A1B 04年秋無錫市期末考試4. 05年蘇錫常鎮(zhèn)教學(xué)情況調(diào)查(一) 6 2004年海南理綜卷35 06年南通一中訓(xùn)練卷8 2006年北京卷23,帶電粒子在電場中的運動(上),帶 電 粒 子 在電場中的運動(上),如圖所示，在真空中有一對平行金屬板，兩板間加以電壓U兩板間有一個帶正電荷量為q的帶電粒子，它在電場力的作用下，由靜止開始從正極板向負(fù)極板運動，到達(dá)負(fù)極板時的速度有多大？,帶電粒子在電場力的作用下，電場力所的功 W=qU，設(shè)帶電粒子到達(dá)負(fù)極板時的速度為v,由動能定理 1/2 mv2=qU,上

2、式是從勻強(qiáng)電場的情況得出的， 但是同樣適用非勻強(qiáng)電場的情況,一.帶電粒子的加速,二.帶電粒子的偏轉(zhuǎn),如圖所示，在真空中水平放置一對金屬板Y和Y，板間距離為d在兩板間加以電壓U，兩板間的勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)為E=U/d現(xiàn)有一電荷量為-q的帶電粒子以水平速度v0射入電場中.,帶電粒子在初速度方向做勻速運動 L=v0t t=L/ v0,帶電粒子在電場力方向做勻加速運動,帶電粒子通過電場的側(cè)移,偏向角,對偏移公式的討論,對于不同的帶電粒子 （1）若以相同的速度射入，則yq/m,（2）若以相同的動能射入，則yq,（3）若以相同的動量射入，則yqm,（4）若經(jīng)相同電壓U0加速后射入，則,y與 q m無關(guān),隨加速

3、電壓的增大而減小，隨偏轉(zhuǎn)電壓的增大而增大。,說明穿出時刻的末速度的反向延長線與初速度延長線交點恰好在水平位移的中點。 這一點和平拋運動的結(jié)論相同。,2006年上海卷1A1B,1A 如圖所示，一束粒子自下而上進(jìn)人一水平方向的勻強(qiáng)電場后發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則電場方向向 ，進(jìn)入電場后，粒子的動能 （填“增加”、“減少”或“不變”）,左,增加,1B. 如圖所示,一束粒子自下而上進(jìn)人一垂直紙面的勻強(qiáng)磁場后發(fā)生偏轉(zhuǎn),則磁場方向向 ,進(jìn)入磁場后，粒子的動能 （填“增加”、“減少”或“不變”）,垂直紙面向里,不變,4.一束一價正離子流垂直于電場方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場，若它們飛出電場的偏向角相同（如圖），則可斷定它們進(jìn)入電場時

4、：( ) A一定具有相同的質(zhì)量 B一定具有相同的速度 C一定具有相同的動能 D一定具有相同的動量,04年秋無錫市期末考試4.,C,05年蘇錫常鎮(zhèn)教學(xué)情況調(diào)查(一) 6,6. 如圖所示是示波管工作原理的示意圖，電子經(jīng)電壓U2加速后以速度v0垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場，離開電場時的偏轉(zhuǎn)量為h 兩平行板間的距離為d，電勢差為U2，板長為L為了提高示波管的靈敏度(即每單位電壓引起的偏轉(zhuǎn)量h/U2)，可采取的方法是 ( ) A增大兩板間電勢差U 2 B減小板長L C減小兩板間距離d D增大加速電壓U 1,C,2004年海南理綜卷35,圖為示波管中偏轉(zhuǎn)電極的示意圖, 相距為d長度為l 的平行板A、B加上電壓后，可在

5、A、B之間的空間中（設(shè)為真空）產(chǎn)生電場（設(shè)為勻強(qiáng)電場）。在AB左端距A、B等距離處的O點,有一電量為+q、質(zhì)量為m的粒子以初速沿水平方向(與A、B板平行）射入（如圖）。不計重力，要使此粒子能從C處射出，則A、B間的電壓應(yīng)為 （ ）,A,06年南通一中訓(xùn)練卷8,8. 讓質(zhì)子、氘核、氚核和粒子的混合物由靜止經(jīng)過同一加速電場加速，然后垂直射人同一勻強(qiáng)電場中發(fā)生偏轉(zhuǎn)射出偏轉(zhuǎn)電場后，粒子束的條數(shù)為(不計重力) ( ) A1條 B2條 C3條 D4條,解：粒子加速過程有qU=1/2 mv2,通過偏轉(zhuǎn)電場E，有：,側(cè)移偏向角滿足,不同帶電粒子(電性相同) 的側(cè)移和偏向角均與粒子的參量m、q無關(guān)。,A,200

6、6年北京卷23,23.(18分)如圖1所示，真空中相距d=5cm的兩塊平行金屬板A、B與電源連接(圖中未畫出)，其中B板接地（電勢為零）,A板電勢變化的規(guī)律如圖2所示.將一個質(zhì)量m=2.010-27 kg,電量q=+1.610-19 C的帶電粒子從緊臨B板處釋放，不計重力.求： (1)在t=0時刻釋放該帶電粒子，釋放瞬間粒子加速度的大小; (2)若A板電勢變化周期T=1.010-5 s,在t=0時將帶電粒子從緊臨B板處無初速釋放,粒子到達(dá)A板時動量的大小; (3)A板電勢變化頻率多大時， 在t=T/4到t=T/2時間內(nèi)從緊臨 B板處無初速釋放該帶電粒子， 粒子不能到達(dá)A板.,解: (1)電場強(qiáng)度,E=U/d=50V/m,帶電粒子所受的電場力,F=qE=810-18N,F=ma,a=F/m=4.0 109 m/s2,(2) 粒子在0T/2時間內(nèi)通過的距離為,S=1/2a( T/2)2 =0.05m=d,帶電粒子在t=T/2時恰好到達(dá)A板,根據(jù)動量定理，此時粒子的動量,p=Ft=FT/2= 4.010-23kg m/s,題目,下頁,(3) 帶電粒子在t=T/4t=T/2向A板做勻加速運動，在t=T/2t=3T/4向A板做勻