湖南省隆回縣萬和實驗學校高中物理19帶電粒子在電場中的運動2選修3-1

湖南省隆回縣萬和實驗學校2014年高中物理1.9帶電粒子在電場中的運動教課設(shè)計2新人教版選修3-1【教課目的】1、認識帶電粒子在勻強電場中的運動規(guī)律。2、掌握帶電粒子在電場中運動問題的剖析方法。3、認識示波管的結(jié)構(gòu)和基來源理。要點：掌握帶電粒子在勻強電場中的運動規(guī)律。難點：電粒子在電場中運動問題的剖析方法。【自主預習】帶電粒子的偏轉(zhuǎn)（限于勻強電場）①運動狀態(tài)剖析：帶電粒子以速度v0垂直于電場線方向飛入勻強電場時，因為電場力方向與粒子的初速方向，且電場力是恒力，因此帶電粒子只好做。②粒子偏轉(zhuǎn)問題的剖析辦理方法近似于平拋運動的剖析辦理，即應(yīng)用運動的合成和分解的知識方法：沿初速度方向為勻速直線運動，運動時間t=.沿電場力方向為初速度為零的勻加快直線運動，加速度a=.走開電場時的偏移量走開電場時的偏轉(zhuǎn)角

y1at2qUt222mdv02tanvqUlv0mdv022．示波管的結(jié)構(gòu)如圖1-8-12，示波管主要由、和三部分構(gòu)成。管內(nèi)抽成圖1-8-12，電子槍通電后發(fā)射，電子在電場作用下被加快，而后進入電場。偏轉(zhuǎn)電極一般有互相的兩組，一組控制偏轉(zhuǎn)，一組控制偏轉(zhuǎn)。電子經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場后打到熒光屏上使熒光粉發(fā)光。【典型例題】【例2】火熱的金屬絲能夠發(fā)射電子。在金屬絲和金屬板之間加以電壓U=2500V如圖兩個同樣極板Y與Y’的長度L=6．0cm，相距d=2cm，極板間的電壓U=200V。一個電子沿平行于板面的方向射入電場中，射入時的速度V=3。0×107m／s。把兩板間的電場看做勻強電場，求電子射出電場時沿垂直于板面方向偏移的距離y和偏轉(zhuǎn)的角度θ。例2如圖1-8-17所示，電子在電勢差為U1的加快電場中由靜止開始運動，U2而后射入電勢差為U1U2的兩塊平行極板圖1-8-17間的偏轉(zhuǎn)勻強電場中，在知足電子能射出平行極板區(qū)的條件下，下述四種狀況中，必定能使電子的偏轉(zhuǎn)角θ變大的是（）A．U1變大、U2變大B．U1變小、U2變大12C．U變大、U變小D．U1變小、U2變?。?兩平行金屬板A、B水平擱置，一個質(zhì)量m=5×10-6kg的帶電微粒以υ0=2m/s的水平初速度從兩板正中央地點射入電場，如圖1-8-18所示，A、B兩板間的距離d=4cm，板長L=10cm。（１）當AA、B間的電壓UAB=1000V時，微粒恰巧不偏轉(zhuǎn)，B圖1-8-18沿圖中直線射出電場，求該粒子的電量。（２）令B板接地，欲使該微粒射出偏轉(zhuǎn)電場，求B板所加電勢的范圍?！菊n后練習】1、一電子以初速度V0沿垂直場強方向射入兩平行金屬板間的勻強電場中，現(xiàn)減小兩板間的電壓，則電子穿越兩平行板所需的時間（）A、隨電壓的減小而減小B、隨電壓的減小而增大C、與電壓減小與否沒關(guān)D、隨兩板間距離的增大而減少2、帶電粒子經(jīng)加快電場加快后垂直進入兩平行金屬板間的偏轉(zhuǎn)電場，要使它走開偏轉(zhuǎn)電場時偏轉(zhuǎn)角增大，可采納的方法有（）A、增添帶電粒子的電荷量B、增添帶電粒子的質(zhì)量C、增高加快電壓D、增高偏轉(zhuǎn)電壓、一束帶有等量電荷量的不一樣離子從同一點垂直電場線進入同一勻強偏轉(zhuǎn)電場，飛離電場后打在熒光屏上的同一點，則（）A、離子進入電場的初速度同樣B、離子進入電場的初動量同樣C、離子進入電場的初動能同樣D、離子在電場中的運動時間同樣4．如圖1-8-21所示，a、b兩個帶正電的粒子，以同樣的速度先后垂直于電場線從同一點進入平行板間的圖1-8-21勻強電場后，a粒子打在B板的a′點，b粒子打在B板的

b′點，若不計重力，則（

）A．的電量必定大于

的電量B．b的質(zhì)量必定大于

a的質(zhì)量C．a(chǎn)的荷質(zhì)比必定大于

b

的荷質(zhì)比D．b的荷質(zhì)比必定大于a的荷質(zhì)比5.（09-10·廣東湛江一中10月質(zhì)檢）示波管是示波器的核心零件，它由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏構(gòu)成，如下圖。假如在熒光屏上P點出現(xiàn)亮斑，那么示波管中的A．極板x應(yīng)帶正電B．極板x應(yīng)帶正電C．極板y應(yīng)帶正電D．極板y/應(yīng)帶正電（09-10·福建省“四地六?！备叨谝淮温?lián)考）某電場的部分電場線如下圖，A、B是一帶電粒子僅在電場力作用下運動軌跡(圖中虛線)上的兩點，以下說法中正確的選項是:()A．粒子必定帶負電B．粒子在A點的加快度大于它在B點的加快度C．粒子不行能是從B點向A點運動D．電場中A點的電勢高于B點的電勢7.(09-10·江西省白鷺洲中學第一次月考)如圖所示，有三個質(zhì)量相等、分別帶正電、負電和不帶電的粒子從兩水平擱置的金屬板左邊中央以同樣的水平初速度V0先后射入電場中，最后分別打在正極板的C、B、A處，則（）A．三種粒子在電場中運動時間同樣B．三種粒子在電場中的加快度為aA>aB>aCC．三種粒子抵達正極板時動能EKC>EKB>EKAD．落在C處的粒子帶負電，落在B處的粒子不帶電，落在A處的粒子帶正電一個質(zhì)量為m、電荷量為＋q的小球以初速度v0水平拋出，在小球經(jīng)過的豎直平面內(nèi)，存在著若干個如圖所示的無電場區(qū)和有理想上下界限的勻強電場區(qū)，兩地區(qū)互相間隔、豎直高度相等，電場區(qū)水平方向無窮長，已知每一電場區(qū)的場強盛小相等、方向均豎直向上，不計空氣阻力，以下說法正確的選項是()A．小球在水平方向向來做勻速直線運動B．若場強盛小等于mg/q，則小球經(jīng)過每一電場區(qū)的時間均同樣C．若場強盛小等于2mg/q，小球經(jīng)過每一無電場區(qū)的時間均同樣D．不論場強盛小怎樣，小球經(jīng)過全部無電場區(qū)的時間均同樣如下圖，一束電子經(jīng)加快電場加快后進入偏轉(zhuǎn)電場，已知電子的電荷量為e，質(zhì)量為m，加快電場的電壓為U1，偏轉(zhuǎn)電場兩極板間的距離為d，極板長度為L．問：電子進入偏轉(zhuǎn)電場時的速度大??；若要使得電子在飛出偏轉(zhuǎn)電場時的側(cè)位移恰巧為d/2,則需在偏轉(zhuǎn)電場兩極板間加上多大電壓．10．如圖11所示，長L＝0.20m的絲線的一端拴一質(zhì)量為m＝1.0×10－4kg、帶電荷量為q＝＋1.0×10－6C的小球，另一端連在一水平軸O上，絲線拉著小球可在豎直平面內(nèi)做圓周運動，整個裝置處在豎直向上的勻強電場中，電場強度E＝2.0×103N/C.現(xiàn)將小球拉到與軸O在同一水平面的A點上，而后無初速地將小球開釋，取g＝10m/s2.求：(1)小球經(jīng)過最高點B時速度的大?。∏蚪?jīng)過最高點時，絲線對小球的拉力大?。鸢福豪?.分析設(shè)電子經(jīng)加快電場后獲取的速度為υ０，由動能定理得qU=mυ2１0/2①設(shè)偏轉(zhuǎn)電場的極板長為L，則電子在偏轉(zhuǎn)電場中運動時間t=L/υ0②電子在偏轉(zhuǎn)電場中受電場力作用獲取加快度a=qU2/md③電子射出偏轉(zhuǎn)電場時，平行于電場線的速度υy=at④由②③④得υy=qU1L/(mdυ0)因此，tanθ=υy/υ0=qU1L/(mdυ02)代入上式得tanθ=U2L/(2U1d)，因此此題的選項B正確．拓展你能憑直覺選擇正確答案嗎？請計算一下電子的側(cè)移大小例3.分析

（１）當

UAB=1000V時，重力跟電場力平衡，微粒沿初速方向做勻速直線運動，由qUAB/d=mg得：q=mgd/UAB＝２×１０－９C。因重力方向豎直向下，故電場力方向一定豎直向上。又場強方向豎直向下（UAB>0）,因此微粒帶負電。（２）當qE>mg時，帶電微粒向上偏。設(shè)微粒恰巧從上板右側(cè)沿飛出時A板電勢為φ１，因φB=0，因此UAB=φ1。此時，微粒在水平方向做勻速運動，在豎直方向作加快度a=qφ1/(md)-g的勻加快運動，由d/2=at2/2和t=L/2222υ0得φ１=(mυ0d+mgdL)/qL=2600V。當qE<mg時，帶電微粒向下偏轉(zhuǎn)，豎直方向加快度a=g-qφ2/md，同理可得φ２=600V。因此，要使微粒射出偏轉(zhuǎn)電場，A板電勢φA應(yīng)知足：600V<φA<2600V。課后練習1、C2、D3、C4．8答案AC分析不論在豎直方向上怎樣運動，小球在水平方mg向上不受力，做勻速直線運動；假如電場強度等于q，則小球在經(jīng)過每一個電場區(qū)時在豎直方向上都做勻速直線運動，可是在無電場區(qū)是做加快運動，因此進入每一個電場區(qū)時在豎直方向上的速度漸漸增添，經(jīng)過時間2mg漸漸變短；假如場強的大小等于q，小球經(jīng)過第一電場區(qū)時在豎直方向上做減速運動，抵達第一電場區(qū)的底邊時豎直方向上的速度恰巧為零，這樣來去，經(jīng)過每個電場地區(qū)的時間都相等．9.⑴由動能定理可得：2eU1＝1m02∵電子進入偏轉(zhuǎn)電場后,做類平拋運動∴豎直方向：d1at2①22(2分)水平方向：tL②0(2分)電子的加快度：FeU③admm(2分)由①②③得：U2U1d2L2(2分)10.答案(1)2m/s(2)3.0×10－3N分析(1)小球由A運動到B，其初速度為零，靜電力對小球做正功，重力對小球做負功，絲線拉力不做功，則由動能定理有：2mvBqEL－mgL＝22(qE－mg)LvB＝＝2m/sm小球抵達B點時，受重力mg、靜電力qE和拉