16帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)A

1、Nice納黒帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)精講年級：高中 科目：物理 類型：選考 制作人：黃海輝知識點：帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)1. 條件分析：帶電粒子垂直于電場方向進入勻強電場。2 運動性質(zhì)：勻變速曲線運動。3. 處理方法：分解成相互垂直的兩個方向上的直線運動，類似于平拋運動4. 運動規(guī)律： 沿初速度方向做勻速直線運動，運動時間Cl 能飛出電容器：t=vo。 不能飛出電容器：y=2*=2qmUd t2, (2)沿電場力方向，做勻加速直線運動加速度:F_qE_ Uq a iom m md離開電場時的偏移量:y |at2 I離開電場時的偏轉(zhuǎn)角:5. 帶電粒子在勻強電場中偏轉(zhuǎn)時的兩個結(jié)論 (1)不同的帶電粒

2、子從靜止開始經(jīng)過同一電場加速后再從同一偏轉(zhuǎn)電場射出時, 偏移量和偏轉(zhuǎn)角總是相同的。(2)粒子經(jīng)電場偏轉(zhuǎn)后，合速度的反向延長線與初速度延長線的交點0為粒子水平位移的中點，即0到偏轉(zhuǎn)電場邊緣的距離為2?！纠}1】.噴墨打印機的簡化模型如圖所示，信號松卷盒E3 |帯電牢重力可忽略的墨汁微滴，經(jīng)帶電室?guī)ж撾姾?，以速度V垂直勻強電場飛入極板間,最終打在紙上，則微滴在極板間電場中（）A.向負極板偏轉(zhuǎn)B .電勢能逐漸增大C.運動軌跡是拋物線 D .運動軌跡與帶電荷量無關(guān)解析 帶負電的墨汁微滴垂直進入電場后， 在電場中做類平拋運動，根據(jù)平拋運 動的分解 水平方向做勻速直線運動和豎直方向做勻加速直線運動， 帶負

3、電的 墨汁微滴進入電場后受到向上的靜電力，故墨汁微滴向正極板偏轉(zhuǎn)，A選項錯誤; 墨汁微滴垂直進入電場受豎直方向的靜電力作用， 靜電力做正功，故墨汁微滴的 電勢能減小，B選項錯誤；根據(jù)x= vot，y=1at2及a=詈，得墨汁微滴的軌跡方C選項正確，D選項錯程為y=qmv2,即運動軌跡是拋物線，與帶電荷量有關(guān), 誤。答案 C【例題2】（2015浙江第二次大聯(lián)考）如圖所示，豎直金屬板 A、B間電壓為Uo, 板中央有小孔O和Oi,現(xiàn)有足夠多的同種粒子源源不斷地從小孔 O進入金屬板 A、B間，并被加速而從Oi進入右側(cè)水平平行金屬板 C、D間，O1O2是極板C、 D的中線，金屬板C、D的長與板間距相等，

4、兩板間電壓 U可調(diào)，不計粒子重力 及進入O孔時的初速度，所有粒子均不能打在極板上，則 U與Uo應(yīng)滿足（ ）A.U>UoB.U<2UoC.U>2UoD.因為不知極板C、D的長，所以無法確定U與Uo關(guān)系解析 由y=如2卍=V,Uo= 1mv2,且要滿足條件yg聯(lián)立解得U<2Uo,故A、C、D選項錯誤，B選項正確。答案 B【例題3】如圖所示為一真空示波管的示意圖，電子從燈絲 K發(fā)出(初速度可忽 略不計)，經(jīng)燈絲與A板間的電壓Ui加速，從A板中心孔沿中心線KO射出，然 后進入兩塊平行金屬板 M、N形成的偏轉(zhuǎn)電場中(偏轉(zhuǎn)電場可視為勻強電場)，電 子進入M、N間電場時的速度與電場方

5、向垂直，電子經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場后打在熒光屏 上的P點。已知M、N兩板間的電壓為U2，兩板間的距離為d，板長為L，電子 的質(zhì)量為m,電荷量為e,不計電子受到的重力及它們之間的相互作用力。(1) 求電子穿過A板時速度的大??；(2) 求電子從偏轉(zhuǎn)電場射出時的偏移量；(3) 若要使電子打在熒光屏上 P點的上方，可采取哪些措施？解析(1)設(shè)電子經(jīng)電壓Ui加速后的速度為vo,由動能定理有 eUi = 2mvo 0，解得(2)電子以速度vo進入偏轉(zhuǎn)電場后，垂直于電場方向做勻速直線運動，沿電場方 向做初速度為零的勻加速直線運動。由牛頓第二定律和運動學(xué)公式有t二7, F= ma，F(xiàn) = eE，E =號°&#

6、187;解得偏移量y=U2L24U1d由y=U2L24U1d可知，減小U1或增大U2均可使y增大，從而使電子打在P點上方。答案(2)ULd(3)減小加速電壓U1或增大偏轉(zhuǎn)電壓U2精練年級：高中科目：物理 類型：選考知識點：帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)難度：中等1 相距很近的一對帶等量異號電荷的平行金屬板，它們之間的電場除邊緣外， 可看作勻強電場，其電場線分布如圖所示。一個帶電粒子沿圖中軌跡穿過該電場,則從a運動到d的過程中（）A 粒子的速度一直在增大B .粒子的電勢能一直在減小C.粒子在a點的電勢能比在d點低D.粒子的加速度先變大再不變后變小解析根據(jù)帶電粒子受到的電場力指向軌跡的凹側(cè)可知，粒子帶正電

7、。電場力先 做負功，后做正功，再做負功，粒子的動能先減小，后增大再減小，選項A錯誤；粒子的電勢能先增大，后減小再增大，選項 B錯誤；順著電場線方向電勢 降低，a點的電勢高于d點的電勢，正電荷在電勢高處電勢能大，故粒子在 a點 的電勢能比在d點大，選項C錯誤；電場線先是越來越密后不變再越來越疏， 故電場力先變大再不變后變小，粒子的加速度先變大再不變后變小，選項D正確。答案 D2. 如圖所示，兩極板與電源相連接，電子從負極板邊緣垂直電場方向射入勻強 電場，且恰好從正極板邊緣飛出，現(xiàn)在使電子的入射速度變?yōu)樵瓉淼?2倍，而電 子仍從原來位置射入，且仍從正極板邊緣飛出，則兩極板間的距離應(yīng)變?yōu)樵瓉淼腂 .

8、 4倍 C.2倍解析第一次d=2md（vL）2,第二次2器（盤）2,兩式相比可得d-2所以選項C正確。答案 C143 如圖所示，一價氫離子（iH）和二價氦離子（2He）的混合體，經(jīng)同一加速電場加 速后，垂直射入同一偏轉(zhuǎn)電場中，偏轉(zhuǎn)后，打在同一熒光屏上，則它們 （ ）A .同時到達屏上同一點B .先后到達屏上同一點C.同時到達屏上不同點D .先后到達屏上不同點解析 一價氫離子（iH）和二價氦離子（2He）的比荷不同，經(jīng)過加速電場的末速度不 同，因此在加速電場及偏轉(zhuǎn)電場的時間均不同，但在偏轉(zhuǎn)電場中偏轉(zhuǎn)距離相同， 所以會先后打在屏上同一點，選 B。答案 B4.有一勻強電場，場強為E，方向如圖所示，一

9、電子以與x軸成45°夾角的初速 度vo垂直于電場方向從0點射入，電子質(zhì)量為m，電荷量為e，不計重力，求：（1）電子通過x軸時的位置坐標；（2）電子通過x軸時的速度大小。解析（1）畫出示意圖如圖所示，電子做類平拋運動，把它分解為y方向上的勻速 直線運動和沿x方向上的初速度為零的勻加速直線運動， 設(shè)電子通過x軸時的位 置坐標為（xo，0），時間為t，末速度為v，沿x方向速度為v'，列方程_22xo2Ee t2_22 xo = vot2 . 2mv2解得Xo =eE則電子通過x軸的位置坐標為（迸E也，o）解得v = 2vo 貝U v = v0+ v 電子射入偏轉(zhuǎn)電場時的動能Ek;

10、電子射出偏轉(zhuǎn)電場時在豎直方向上的側(cè)移量y;電子在偏轉(zhuǎn)電場運動的過程中電場力對它所做的功W<解析(1)電子在加速電場中，根據(jù)動能定理有eU = Ek解得 Ek= 4.0X 10_16 J設(shè)電子在偏轉(zhuǎn)電場中運動的時間為t電子在水平方向做勻速運動，由l = v1t，解得t =丄 電子在豎直方向受電場力F二電子在豎直方向做勻加速直線運動，設(shè)其加速度為 a 依據(jù)牛頓第二定律有ema，解得a=需電子射出偏轉(zhuǎn)電場時在豎直方向上的側(cè)移量 =5vo答案2 2mvo-（1）（飛廠，0）（2）.5vo5如圖所示的裝置放置在真空中，熾熱的金屬絲可以發(fā)射電子，金屬絲和豎直 金屬板之間加一電壓Ui = 2 500 V，發(fā)射出的電子被加速后，從金屬板上的小孔 S射出。裝置右側(cè)有兩個相同的平行金屬極板水平正對放置，板長I = 6.0 cm,相距d = 2 cm,兩極板間加以電壓 U2 = 200 V的偏轉(zhuǎn)電場。從小孔S射出的電子恰 能沿平行于板面的方向由極板左端中間位置射入偏轉(zhuǎn)電場。已知電子的電荷量e=1.6X 10一19 C，電子的質(zhì)量m= 0.9X 1O_30 kg,設(shè)電子剛離開金屬絲