C031帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課件

帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)季軍2007年7月一、帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的加速二、帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)對(duì)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(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)一、帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的加速一般情況下帶電粒子所受的電場(chǎng)力遠(yuǎn)大于重力,所以可以認(rèn)為只有電場(chǎng)力做功。由動(dòng)能定理W=qU=ΔEk，此式與電場(chǎng)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

對(duì)偏移公式的討論（4）對(duì)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。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(chǎng)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(chǎng)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(duì)象經(jīng)常被稱為“帶電微粒”、“帶電塵?！?、“帶電小球”等等。07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(chǎng)加速后,再垂直經(jīng)過同一偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),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(chǎng)時(shí)，二價(jià)銅離子受到的電場(chǎng)力的沖量大B．在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中,電場(chǎng)力對(duì)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)AD2007年物理海南卷66.一平行板電容器中存在勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)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(cè)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

解:DP07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(chǎng)，然后打在同一屏上，屏與偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)加速過程中，二價(jià)銅離子受電場(chǎng)力的沖量大D．在離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)，兩種離子在電場(chǎng)方向上的位移不相等

C解見下頁解：可見離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)，兩種離子的偏移相等，D錯(cuò).離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)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(chǎng)時(shí)為vt，離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)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(chǎng)力的沖量大，C對(duì).解：按題意畫出示意圖如圖示：dRv0（1）極間場(chǎng)強(qiáng)（2）α粒子在極板間運(yùn)動(dòng)的加速度（3）由得：2007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(chǎng)。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(chǎng)，不計(jì)重力。（1）若粒子從c點(diǎn)離開電場(chǎng)，求電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和粒子離開電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能；（2）若粒子離開電場(chǎng)時(shí)動(dòng)能為Ek'

，則電場(chǎng)強(qiáng)度為多大？

abcdE解:（1）abcdEL＝v0t，所以所以（2）若粒子由bc邊離開電場(chǎng)，L＝v0t，所以若粒子由cd邊離開電場(chǎng)，所以解：（1）因粒子帶負(fù)電且向下偏轉(zhuǎn)，故電場(chǎng)力方向向下，所以電場(chǎng)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(chǎng)強(qiáng)度大小B點(diǎn)的電勢(shì)高于A點(diǎn)的電勢(shì),有A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為：（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(shì)差題目2007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)vt0vt0vt0vt0ABCDA0537-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(chǎng)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(chǎng)力沖量等于動(dòng)量的變化(等于0)，D對(duì)。2007年重慶卷2424.(9分)飛行時(shí)間質(zhì)譜儀可通過測(cè)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(chǎng)加速后進(jìn)入長度為L的真空管AB,可測(cè)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(chǎng)強(qiáng)為E（方向如圖）的勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域BC,在電場(chǎng)的作用下離子返回B端，此時(shí)，測(cè)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①設(shè)離子帶電量為q,質(zhì)量為m,經(jīng)電場(chǎng)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(chǎng)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07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(shì)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(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、