2011年下学期,制作 11,湖南长郡卫星远程学校,2011年下学期,制作 11,湖南长郡卫星远程学校,2011年下学期,制作 11,湖南长郡卫星远程学校,2011年下学期,制作 11,湖南长郡卫星远程学校,一、带电粒子在电场中的直线运动,(1),运动状态的分析,:带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场,受到的电场力与运动方向在同一直线上,做匀加(减)速直线运动.,(2),用功能观点分析,:电场力对带电粒子做的功等于带电粒子动能的增量.,即:,说明:,此式既适用于匀强电场,也适用于非匀强电场.,对匀强电场,也可直接应用运动学和动力学公式.,1.电场力:,2.加速度:,3.末速度:,U,+,-,q,d,4.运行时间:,+,-,U,q,d,1.电场力:,2.加速度:,3.末速度:,U,+,-,q,d,4.运行时间:,+,-,U,q,d,如果是非匀强电场,上述结论还成立吗?,4.,如图633所示,，在,A,板附近有一电子由静止开始向,B,板运动，则关于电子到达,B,板时的速率，下列解释正确的是(),A两板间距越大，运动时间就越长，则获得的速率越大,B两板间距越小，加速度就越大，则获得的速率越大,C与两板间的距离无关，仅与加速电压,U,有关,D以上解释都不正确,试身手 夯基础,4.,如图633所示,，在,A,板附近有一电子由静止开始向,B,板运动，则关于电子到达,B,板时的速率，下列解释正确的是(),A两板间距越大，运动时间就越长，则获得的速率越大,B两板间距越小，加速度就越大，则获得的速率越大,C与两板间的距离无关，仅与加速电压,U,有关,D以上解释都不正确,C,试身手 夯基础,两类研究对象:,1)基本粒子,如电子、质子、离子、,粒子等,除有特殊说明或有明确暗示外,其重力一般可忽略,但不能忽略质量.,2)宏观带电物体,如小球、液滴、油滴、尘埃、质点等除有特殊说明或有明确暗示外,其重力一般不能忽略.,补充1.如图,水平放置的,A,、,B,两平行板相距,h,上板,A,带正电.现有质量为,m,、电荷量为+,q,的小球在,B,板下方距离为,H,处,以初速度,v,0,竖直向上从,B,板小孔进入板间电场,欲使小球刚好打到,A,板,A,、,B,间电势差,U,AB,应为多大?,h,v,0,H,A,B,补充1.如图,水平放置的,A,、,B,两平行板相距,h,上板,A,带正电.现有质量为,m,、电荷量为+,q,的小球在,B,板下方距离为,H,处,以初速度,v,0,竖直向上从,B,板小孔进入板间电场,欲使小球刚好打到,A,板,A,、,B,间电势差,U,AB,应为多大?,h,v,0,H,A,B,【,延伸思考,】,h,v,0,H,A,B,将题中图转180,变为图所示,结果为多少?,【,延伸思考,】,h,v,0,H,A,B,将题中图转180,变为图所示,结果为多少?,d,v,0,h,A,B,如图所示，A、B为平行金属板，两板相距为d，分别与,电源两极相连，两板的中央各有一小孔M和N.今有一带,电质点，自A板上方相距为d的P点由静,止自由下落(P、M、N在同一竖直线上)，,空气阻力忽略不计，到达,N孔时速度恰好为零，然后,沿原路返回若保持两极,板间的电压不变，则(),A.把A板向上平移一小段距离，,质点自P点自由下落后仍能返回,B.把A板向下平移一小段距离，质点自P,点自由下落后将穿过N孔继续下落,C.把B板向上平移一小段距离，质点自P点自由下落后仍,能返回,D.把B板向下平移一小段距离，质点自P点自由下落后将,穿过N孔继续下落,O,B,y,-q,m,+,v,v,0,d U,Y,Y,-,二、带电粒子在电场中的偏转,(1),运动状态分析,:不计重力的带电粒子以速度,v,0,垂直于电场线方向飞入匀强电场时,受到恒定的与初速度方向成90,角电场力作用而做匀变速曲线运动.,(2),粒子偏转问题分析,:可用类平抛运动的方法来分析处理.,则:侧移量 偏转角,设粒子带电荷量为,q,质量为,m,两平行金属板间的电压为,U,板长为,L,板间距离为,d,.,(,U,偏,、,U,加,分别表示加速电场电压和偏转电场电压.),5,如图634所示,，质子(H),和粒子(He)以相同的初动,能垂直射入偏转电场(粒子不,计重力)，则这两个粒子射出,电场时的侧位移,y,之比为(),A11B12,C21 D14,1,1,4,2,5,如图634所示,，质子(H),和粒子(He)以相同的初动,能垂直射入偏转电场(粒子不,计重力)，则这两个粒子射出,电场时的侧位移,y,之比为(),A11B12,C21 D14,1,1,4,2,B,6现代科学实验中常用的一种电子仪器叫示波器，它的核心部件是示波管，其工作原理,如图635所示,，电荷量大小为,e,的电子在电势差为,U,1,的加速电场中由静止开始运动，然后射入电势差为,U,2,的两块平行极板间的偏转电场中，入射方向跟极板平行，偏转电场的极板间距离为,d,，板长为,L,，整个,装置处在真空中，电子重力可忽略，电子能射出平行,板区偏转电场中，若单位偏转电压引起的偏移距离叫示波管的灵敏度，请通过计算说明提高示波管的灵敏度的办法,答案：增大,L,，减小,U,1,，减小,d,1.出射速度的反向延长线与入射速度线的交点,O,正好是,AB,的中点.,O,B,y,-q,m,+,v,v,0,d U,Y,Y,-,A,推 论:,2.不同粒子静止开始经同一电场加速,再经同一电场偏转,路径相同.,-q,m,+,-,U,1,-,+,U,2,考点二 带电粒子在电场中的运动问题分析,例2,(2011青岛模拟)如图639所示,，真空中水平放置的两个相同极板,Y,和,Y,长为,L,，相距,d,，足够大的竖直屏与两板右侧相距,b,.在两板间加上可调偏转电压,U,，一束质量为,m,、带电量为,q,的粒子(不计重力)从两板左侧中点,A,以初速度,v,0,沿水平方向射入电场且能穿出,考点二 带电粒子在电场中的运动问题分析,典例启迪,(1)证明粒子飞出电场后的速度方向的反向延长线交于两板间的中心,O,点；,(2)求两板间所加偏转电压,U,的范围；,(3)求粒子可能到达屏上区域的长度,解析,(1)设粒子在运动过程中的加速度大小为,a,，离开偏转电场时偏转距离为,y,，沿电场方向的速度为,v,y,，偏转角为,，其反向延长线通过,O,点，,O,点与板右端的水平距离为,x,，则有,粒子打在屏上的位置离屏中心的距离,y,可有以下三种方法计算：,归纳领悟,4如图6310所示，一价氢离,子(H)和二价氦离子(,He)的,混合体，经同一加速电场加速,后，垂直射入同一偏转电场中，,偏转后，打在同一荧光屏上，,则它们 (),A同时到达屏上同一点,B先后到达屏上同一点,C同时到达屏上不同点,D先后到达屏上不同点,11,24,题组突破,4如图6310所示，一价氢离,子(H)和二价氦离子(,He)的,混合体，经同一加速电场加速,后，垂直射入同一偏转电场中，,偏转后，打在同一荧光屏上，,则它们 (),A同时到达屏上同一点,B先后到达屏上同一点,：,C同时到达屏上不同点,D先后到达屏上不同点,11,24,B,题组突破,5(2011黄冈模拟),如图6311所示,，带正电的粒子以一定的初速度,v,0,沿两板的中线进入水平放置的平行金属板内，恰好沿下板的边缘飞出，已知板长为,L,，板间距离为,d,，板间电压为,U,，带电粒子的电荷量为,q,，粒子通过平行金属板的时间为,t,(不计粒子的重力)，则 (),答案：BD,O,B,y,q、m,+,-,v,0,d U,Y,Y,Y,Y,y,X,X,l,L,三、示波管的原理,O,B,y,q、m,+,-,v,0,d U,Y,Y,Y,Y,y,X,X,l,L,三、示波管的原理,6,如图6312所示,为一真空示波管的示意图，电子从灯丝,K,发出(初速度可忽略不计)，经灯丝与,A,板间的电压,U,1,加速，从,A,板中心孔沿中心线,KO,射出，然后进入两块平行金属板,M,、,N,形成的偏转电场中(偏转电场可视为匀强电场)，电子进入,M,、,N,间电场时的速度与电场方向垂直，电子经过偏转电场后打在荧光屏上的,P,点已知,M,、,N,两板间的电压为,U,2,，两板间的距离为,d,，板长为,L,，电子的质量为,m,，电荷量为,e,，不计电子受到的重力及它们之间的相互作用力,(1)求电子穿过,A,板时速度的大小；,(2)求电子从偏转电场射出时的侧移量；,(3)若要使电子打在荧光屏上,P,点的上方，可采取哪些措施？,