復(fù)習(xí)課件帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)

帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)龐留根呂叔湘中學(xué)2007年7月

Email:dyszplg@2021/8/8星期日1一、帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的加速二、帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的偏轉(zhuǎn)對偏移公式的討論三、示波管的原理07年廣東普寧市華僑中學(xué)三模卷6廣東茂名市2007年第一次?？?02007年物理海南卷607年天津五區(qū)縣重點(diǎn)校聯(lián)考82007高考理綜北京卷22

2007年上海卷2207屆12月江蘇省丹陽中學(xué)試卷172007年廣東卷6

07年4月蘇州中學(xué)調(diào)研試卷52007年重慶卷24

07年江蘇省揚(yáng)州市一模17帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)2021/8/8星期日2一、帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的加速一般情況下帶電粒子所受的電場力遠(yuǎn)大于重力,所以可以認(rèn)為只有電場力做功。由動(dòng)能定理W=qU=ΔEk，此式與電場是否勻強(qiáng)無關(guān)，與帶電粒子的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)、軌跡形狀也無關(guān)。若初速度v0=0則

2021/8/8星期日3二、帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的偏轉(zhuǎn)⑴側(cè)移：Lv0m，qθv0vyUdyvtθ不要死記公式，要清楚物理過程。根據(jù)不同的已知條件，改用不同的表達(dá)形式（已知初速度、初動(dòng)能、初動(dòng)量或加速電壓等）。⑵偏角：注意到,說明穿出時(shí)刻的末速度的反向延長線與初速度延長線交點(diǎn)恰好在水平位移的中點(diǎn)。這一點(diǎn)和平拋運(yùn)動(dòng)的結(jié)論相同。⑶穿越電場過程的動(dòng)能增量：ΔEk=Eqy（注意，一般來說不等于qU）2021/8/8星期日4對偏移公式的討論（4）對于不同的帶電粒子①若以相同的速度射入，則y∝q/m②若以相同的動(dòng)能射入，則y∝q

③若以相同的動(dòng)量射入，則y∝qm

④若經(jīng)相同電壓U0加速后射入，則y與q、m無關(guān),隨加速電壓的增大而減小，隨偏轉(zhuǎn)電壓的增大而增大。2021/8/8星期日5三、示波管的原理Y'X'Y偏轉(zhuǎn)電極X電子槍熒光屏利用兩組正交的偏轉(zhuǎn)極板，可以控制電子打在熒光屏上的位置。示意圖如右：兩組偏轉(zhuǎn)電極分別控制電子在水平、豎直方向的偏轉(zhuǎn)。一般在水平偏轉(zhuǎn)電極上加掃描電壓（從左向右周期性掃描），在豎直偏轉(zhuǎn)電極上加需要研究的信號(hào)。四、帶電物體在電場力和重力共同作用下的運(yùn)動(dòng)。當(dāng)帶電體的重力和電場力大小可以相比時(shí)，不能再將重力忽略不計(jì)。這時(shí)研究對象經(jīng)常被稱為“帶電微粒”、“帶電塵?！?、“帶電小球”等等。2021/8/8星期日607年廣東普寧市華僑中學(xué)三模卷66．分別為一價(jià)和兩價(jià)的靜止銅離子，經(jīng)過同一電場加速后,再垂直經(jīng)過同一偏轉(zhuǎn)電場,然后落到一屏上。如圖,離子重力不計(jì),以下判斷正確的是（）A．離子經(jīng)過加速電場時(shí)，二價(jià)銅離子受到的電場力的沖量大B．在偏轉(zhuǎn)電場中,電場力對兩種離子做的功一樣多C．兩種銅離子打在屏上時(shí)的速度一樣大D．兩種銅離子打在屏上的同一點(diǎn)AD2021/8/8星期日7廣東茂名市2007年第一次?？?010．如圖所示，質(zhì)量相同的兩個(gè)帶電粒子P、Q以相同速度沿垂直于電場方向射入兩平行板間的勻強(qiáng)電場中，P從兩板正中央射入，Q從下極板邊緣入射入，它們最后打在同一點(diǎn)(重力不計(jì))，則從開始射入到打到上板的過程中（）A、它們的運(yùn)動(dòng)時(shí)間tQ＞tPB、它們所帶電量之比qP：qQ=1:2C、它們的動(dòng)能增量之比D、它們的電勢能減少量之比

PQBD2021/8/8星期日82007年物理海南卷66.一平行板電容器中存在勻強(qiáng)電場，電場沿豎直方向。兩個(gè)比荷（即粒子的電荷量與質(zhì)量之比）不同的帶正電的粒子a和b，從電容器的P點(diǎn)（如圖）以相同的水平速度射入兩平行板之間。測得a和b與電容器極板的撞擊點(diǎn)到入射點(diǎn)之間的水平距離之比為1:2。若不計(jì)重力，則a和b的比荷之比是（）Ａ.

1:2

B.

1:8

C.

2:1

D.

4:1

P解:D2021/8/8星期日907年天津五區(qū)縣重點(diǎn)校聯(lián)考88．一個(gè)一價(jià)和二價(jià)的靜止銅離子，經(jīng)過同一電壓加速后，再垂直射入同一勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)電場，然后打在同一屏上，屏與偏轉(zhuǎn)電場方向平行，下列說法正確的是 （）A．二價(jià)銅離子打在屏上時(shí)的速度小B．離開偏轉(zhuǎn)電場后,二價(jià)銅離子飛到屏上用的時(shí)間長C．離子經(jīng)加速電場加速過程中，二價(jià)銅離子受電場力的沖量大D．在離開偏轉(zhuǎn)電場時(shí)，兩種離子在電場方向上的位移不相等

C解見下頁2021/8/8星期日10解：可見離開偏轉(zhuǎn)電場時(shí)，兩種離子的偏移相等，D錯(cuò).離開偏轉(zhuǎn)電場后,在初速度方向仍以v0做勻速運(yùn)動(dòng)，可見二價(jià)銅離子飛到屏上用的時(shí)間短，B錯(cuò).銅離子離開偏轉(zhuǎn)電場時(shí)為vt，離開偏轉(zhuǎn)電場后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，打在屏上時(shí)的速度仍為vt，可見二價(jià)銅離子打在屏上時(shí)的速度大，A錯(cuò).加速過程中，可見二價(jià)銅離子受電場力的沖量大，C對.2021/8/8星期日112007高考理綜北京卷2222．（16分）兩個(gè)半徑均為R的圓形平板電極，平行正對放置，相距為d，極板間電壓為U，板間電場可以認(rèn)為是均勻的。一個(gè)α粒子從正極板邊緣以某一初速度垂直于電場方向射入兩極板之間，到達(dá)負(fù)極板時(shí)恰好落在極板中心。已知質(zhì)子電荷為e，質(zhì)子和中子的質(zhì)量均視為m，忽略重力和空氣阻力的影響。求：⑴極板間的電場強(qiáng)度E；⑵α粒子在極板間運(yùn)動(dòng)的加速度a；⑶α粒子的初速度v0

2021/8/8星期日12解：按題意畫出示意圖如圖示：dRv0（1）極間場強(qiáng)（2）α粒子在極板間運(yùn)動(dòng)的加速度（3）由得：2021/8/8星期日132007年上海卷2222．（13分）如圖所示，邊長為L的正方形區(qū)域abcd內(nèi)存在著勻強(qiáng)電場。電量為q、動(dòng)能為Ek的帶電粒子從a點(diǎn)沿ab方向進(jìn)入電場，不計(jì)重力。（1）若粒子從c點(diǎn)離開電場，求電場強(qiáng)度的大小和粒子離開電場時(shí)的動(dòng)能；（2）若粒子離開電場時(shí)動(dòng)能為Ek'

，則電場強(qiáng)度為多大？

abcdE2021/8/8星期日14解:（1）abcdEL＝v0t，所以所以（2）若粒子由bc邊離開電場，L＝v0t，所以若粒子由cd邊離開電場，所以2021/8/8星期日1507屆12月江蘇省丹陽中學(xué)試卷1717．(15分)如圖所示，豎直平行直線為勻強(qiáng)電場的電場線，電場方向未知，A，B是電場中的兩點(diǎn)，AB兩點(diǎn)的連線長為l且與電場線所夾的銳角為θ．一個(gè)質(zhì)量為m，電荷量為－q的帶電粒子以初速度v0。從A點(diǎn)垂直進(jìn)入電場，該帶電粒子恰好能經(jīng)過B點(diǎn)．不考慮帶電粒子的重力大?。?1)根據(jù)你學(xué)過的物理學(xué)規(guī)律和題中所給的信息，對反映電場本身性質(zhì)的物理量(例如電場方向)，你能作出哪些定性判斷或求得哪些定量結(jié)果?(2)若僅知道帶電小球的電荷量－q、初動(dòng)能Ｅk0以及AB兩點(diǎn)的連線與電場線所夾的銳角θ三個(gè)量，對反映電場本身性質(zhì)的物理量，你能求得哪些定量結(jié)果?ABv0θ2021/8/8星期日16解：（1）因粒子帶負(fù)電且向下偏轉(zhuǎn)，故電場力方向向下，所以電場方向豎直向上。水平方向勻速運(yùn)動(dòng)，有：lsinθ=v0t

豎直方向做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，有解得加速度：由qE=ma，得電場強(qiáng)度大小B點(diǎn)的電勢高于A點(diǎn)的電勢,有A、B兩點(diǎn)間的電勢差為：2021/8/8星期日17（2）設(shè)初速度大小為v0，小球過B點(diǎn)豎直分速度為vy，瞬時(shí)速度為vB，水平和豎直位移分別為x和y，則有：y=vyt/2x=v0t而y/x=cotθ由動(dòng)能定理得：所以A、B間的電勢差題目2021/8/8星期日182007年廣東卷66．平行板間加如圖4（a）所示周期變化的電壓，重力不計(jì)的帶電粒子靜止在平行板中央，從t=0時(shí)刻開始將其釋放，運(yùn)動(dòng)過程無碰板情況。圖4（b）中，能定性描述粒子運(yùn)動(dòng)的速度圖象正確的是()T/23T/2UU0-U0圖4(a)T2Tt0圖4（b)vt0vt0vt0vt0ABCDA2021/8/8星期日1907年4月蘇州中學(xué)調(diào)研試卷55．一勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E隨時(shí)間t變化的圖像如圖所示，在該勻強(qiáng)電場中，有一個(gè)帶電粒子于t＝0時(shí)刻由靜止釋放，若帶電粒子只受電場力作用，則下列說法中正確的是（）A．帶電粒子只向一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)B．0s～2s內(nèi)，電場力的功等于0C．4s末帶電粒子回到原出發(fā)點(diǎn)D．2.5s～4s，電場力沖量等于00537-E0t/sE/Vm-12E01246D解見下頁2021/8/8星期日200537-E0t/sE/Vm-12E01246解：畫出帶電粒子速度v隨時(shí)間t變化的圖像如圖所示，1234567t/sv/ms-10v-t圖下的‘面積’表示位移,可見帶電粒子不是只向一個(gè)方向運(yùn)動(dòng),4s末帶電粒子不能回到原出發(fā)點(diǎn)，A、C錯(cuò).2s末速度不為0,可見0s～2s內(nèi)電場力的功不等于0,B錯(cuò).2.5s和4s末，速度的大小方向都相同，電場力沖量等于動(dòng)量的變化(等于0)，D對。2021/8/8星期日212007年重慶卷2424.(9分)飛行時(shí)間質(zhì)譜儀可通過測量離子飛行時(shí)間得到離子的荷質(zhì)比q/m.如題24圖1,帶正電的離子經(jīng)電壓為U的電場加速后進(jìn)入長度為L的真空管AB,可測得離子飛越AB所用時(shí)間t1.改進(jìn)以上方法，如題24圖2,讓離子飛越AB后進(jìn)入場強(qiáng)為E（方向如圖）的勻強(qiáng)電場區(qū)域BC,在電場的作用下離子返回B端，此時(shí)，測得離子從A出發(fā)后飛行的總時(shí)間t2,（不計(jì)離子重力）（1）忽略離子源中離子的初速度，①用t1計(jì)算荷質(zhì)比;②用t2計(jì)算荷質(zhì)比.離子束真空管ABULt1題24圖1離子束真空管EABCt2UL題24圖22頁題目3頁末頁2021/8/8星期日22①設(shè)離子帶電量為q,質(zhì)量為m,經(jīng)電場加速后的速度為v,則

（2）離子源中相同荷質(zhì)比離子的初速度不盡相同，設(shè)兩個(gè)荷質(zhì)比都為q/m的離子在A端的速度分別為v和v′（v≠v′）,在改進(jìn)后的方法中，它們飛行的總時(shí)間通常不同，存在時(shí)間差Δt.可通過調(diào)節(jié)電場E使Δt=0.求此時(shí)E的大小.解:(1)(1)離子飛越真空管AB做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則L=vt1(2)由(1)、（2）兩式得離子荷質(zhì)比(3)2頁題目3頁末頁2021/8/8星期日23②離子在勻強(qiáng)電場區(qū)域BC中做往返運(yùn)動(dòng),設(shè)加速度為a,則qE=ma(4)(5)由(1)、(4)、（5）式得離子荷質(zhì)比或(6)2頁題目3頁末頁2021/8/8星期日24兩離子初速度分別為v、v′,則(7)(8)(9)要使Δt＝0,則須(10)所以(11)2頁題目3頁末頁2021/8/8星期日2507年江蘇省揚(yáng)州市一模1717．(16分)如圖(a)所示，平行金屬板A和B的距離為d，它們的右端安放著垂直金屬板的靶MN?，F(xiàn)在A、B板上加上如圖(b)所示的方波形電壓，t=0時(shí)A板比B板的電勢高，電壓的正向值為U0，反向值也為U0，現(xiàn)有由質(zhì)量為m的帶正電且電荷量為q的粒子組成的粒子束，從AB的中點(diǎn)O以平行于金屬板方向OO′的某一初速射入。設(shè)粒子能全部打在靶MN上，而且所有粒子在AB間的飛行時(shí)間均為t，不計(jì)重力影響，試問：02T/3U0tU-U05T/32TT（b）ABOO'

v0MN（a）第3頁2021/8/8星期日26(1)在距靶MN的中心O′點(diǎn)多遠(yuǎn)的范圍內(nèi)有粒子擊中?(2)要使粒子能全部打在靶MN上，電壓U0的數(shù)值應(yīng)滿足什么條件?(寫出U0，m、d、q，T的關(guān)系式即可)。(3)電場力對每個(gè)擊中靶MN的帶電粒子所做的總功是否相等?若相等，請證明并求出此功的數(shù)值；若不相等，求出此功的數(shù)值范圍。

第4頁2021/8/8星期日2702T/3U0tU-U05T/32TTABOO'

v0MN解：(1)當(dāng)粒子由t=nT時(shí)刻進(jìn)入電場,向下側(cè)向位移最大當(dāng)粒子由t=nT+2T/3時(shí)刻進(jìn)入電場，向上側(cè)向位移最大在距靶MN的中心O′點(diǎn)下方至上方范圍內(nèi)有粒子擊中。題目2021/8/8星期日28（2）要使粒子能全部打在靶MN上，電壓U0的數(shù)值應(yīng)滿足的條件：(3)電場力對所有粒子做的功都相同。證明：在一個(gè)周期內(nèi)，任一帶電粒子受到的電場力沖量恒為因?yàn)関y恒定，故電場力做功相等。功為題目第2頁2021/8/8星期日29《08屆最新高中物理總復(fù)習(xí)精品課件集》（2007年7月版）《08屆最新高中物理總復(fù)習(xí)精品課件集》選用50余套2006—2007學(xué)年度各地的?？荚嚲砗?007年高考試卷，耗費(fèi)五個(gè)多月時(shí)間精心編制成PPT課件集，試題新穎典型，畫圖精細(xì)美觀，排版緊湊合理，操作使用非常方便。不僅有第一輪復(fù)習(xí)（包括實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)）的全部內(nèi)容，又有第二輪專題復(fù)習(xí)的課件；不僅有大量題目，也有對基本知識(shí)和基本技能概括性的復(fù)習(xí)精要；不僅計(jì)算題有分步演示的解析過程，中等難度以上的選擇填空題也有分步演示的解析過程；所選題目不僅適用原人教版的學(xué)校，又有上海、北京等地使用新課程教材的試題；全套課件可供高三全年使用，是不可多得的好資料。課件集內(nèi)容系統(tǒng)全面，形成完整系列,結(jié)構(gòu)體系合理，知識(shí)覆蓋面廣，包括高中物理的全部內(nèi)容，共有118個(gè)課件，計(jì)2300余幅幻燈片,大小約40M。該課件集比《新編07屆高中物理總復(fù)習(xí)課件集》內(nèi)容更豐富，題目更新穎，制作更精美。另有跟該課件集配套的Word文件。我一共有三套《高中物理總復(fù)習(xí)課件集》，均是原創(chuàng)課件，三套課件集各自獨(dú)立成套，形成完整系列，三者又相輔相成，各有側(cè)重，適合高三學(xué)年使用。本課件集有如下特點(diǎn)：

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