带电粒子在电场中的运动(2)

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2012-11-24,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,知识互联网,易错警示录,带电粒子在电场中的运动,（,2,）,第六章 电场 第三单元 第,三,节,2013,届 一轮复习,xhm 2012-11-24,二、带电粒子在电场中,的,偏转,1,.,曲线运动的条件,带电粒子在电场中受到的合力与速度方向不共线。,主要类型：,匀变速曲线运动、一般曲线运动、圆周运动,一、带电粒子在电场中,的,偏转,2,.,匀,变速曲线运动,带电粒子在电场中受到电场力和其它力的,合力,恒定,且合力方向和速度方向,不,在,同一,条直线上时,带电粒子做,加,速或,减,速,曲线,运动,.,分析思路及处理策略：,匀强电场中带电粒子在恒力作用下匀变速,曲,线运动,:,牛顿运动定律结合运动学公式、运动的合成与分解,或,动能定理,.,非匀强电场中带电粒子在变力作用下曲线线运动,:,动能定理,。,一、带电粒子在电场中,的,偏转,3.,带电粒子在电场中偏转,不计,粒子的重力,进入电场的方式：,一个质量为,m,、带电荷量为,q,的粒子，以初速度,v,0,垂直于,于电场线方向进入两平行金属板间的匀强电场，两板间的电势差为,U,.,受力特点：,粒子所受电场力大小,不变,，且电场力的方向与初速度,v,0,的方向垂直,运动特点：,做,匀变速曲线运动（类平抛运动）,运动，与力学中的平抛运动类似,运动规律：,(,两平行金属板间距离为,d,，金属板长为,l,),：,v,x,=v,0,x=v,0,t,运动特点,垂直,E,方向,E,方向,偏转角,速度,位移,速度,位移,【,例,】,如,图所,示，一个带电粒子从粒子源飘入,(,初速度很小，可忽略不计,),电压为,U,1,的加速电场，经加速后从小孔,S,沿平行金属板,A,、,B,的中心线射入,A,、,B,板长为,L,，相距为,d,，电压为,U,2,.,则带电粒子能从,A,、,B,板间飞出应该满足的条件,是,答案：,C,【,解题共识,】,1,本题是典型的带电粒子加速再偏转的题目，处理此类题目需要综合运用动能定理、运动的合成与分解、牛顿运动定律、运动学公式等,熟练掌握电偏转模型十分重要！,2,粒子恰能飞出极板和粒子恰不能飞出极板，对应着同一临界状态，分析时根据题意找出临界状态，由临界状态来确定极值，这是求解极值问题的常用方法,【,练,】,(2010,天津理综,12),质谱分析技术已广泛应用于各前沿科学领域汤姆孙发现电子的质谱装置示意如,图所,示，,M,、,N,为两块水平放置的平行金属极板，板长为,L,，板右端到屏的距离为,D,，且,D,远大于,L,，,O,O,为垂直于屏的中心轴线，不计离子重力和离子在板间偏离,O,O,的距离以屏中心,O,为原点建立,xOy,直角坐标系，其中,x,轴沿水平方向，,y,轴沿竖直方向,设,一个质量为,m,0,、电荷量为,q,0,的正离子以速度,v,0,沿,O,O,的方向从,O,点射入，板间不加电场和磁场时，离子打在屏上,O,点若在两极板间加一沿,y,方向场强为,E,的匀强电场，求离子射到屏上时偏离,O,点的距离,y,0,.,练,.,如图,电子以初速度,V,0,沿与电场垂直方向从,A,点射入匀强电场,并从,B,点沿与场强方向成,120,方向射出,电子的电荷量为，质量为,m,求,:A,、,B,两点的电势差？电势能变化量多少,？,120,V,V,0,A,B,1,构造,：,电子枪,偏转电极,2,工作,原理,如果,在偏转电极,XX,和,YY,之间都没有加电压，则电子枪射出的电子沿直线运动，打在,荧光屏,中心,，,在那里产生一个亮斑,YY,上加的是待显示,的,信号电压,XX,上是机器自身产生的锯齿形电压，,叫做,扫描电压,若所加扫描电压和信号电压的周期相同，就可以在荧光屏上得到待测信号在一个周期内变化的稳定图象,.,应用,示波管,【,例,】,(2011,安徽,18),图,11(a),为示波管的原理图，如果在电极,YY,之间所加的电压按图,(b),所示的规律变化，在电极,XX,之间所加的电压按图,(c),所示的规律变化，则在荧光屏上会看到的,图形是：,(a),(b),(c),答案：,B,1,如,图所,示，电子由静止开始从,A,板向,B,板,运动，当到达,B,极板时速度为,v,，保持两,板,间,电压不变，则,A,当增大两板间距离时，,v,也增大,B,当减小两板间距离时，,v,增大,C,当改变两板间距离时，,v,不变,D,当增大两板间距离时，电子在两板间运动的时间也增大,作业,2,.,如图所示，从炽热的金属丝漂出的电子,(,速度可视为零,),，经加速电场加速后从两极板中间垂直射入偏转电场电子的重力不计在满足电子能射出偏转电场的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角变大的是,A,仅将偏转电场极性对调,B,仅增大偏转电极间的距离,C,仅增大偏转电极间的电压,D,仅减小偏转电极间的电压,3.,如图,所示，一带电荷量为,q,的带电粒子以一定的初速度由,P,点射入匀强电场，入射方向与电场线垂直粒子从,Q,点射出电场时，其速度方向与电场线成,30,角已知匀强电场的宽度为,d,，,P,、,Q,两点的电势差为,U,，不计重力作用，设,P,点的电势为零则下列说法正确,的是,A,带电粒子在,Q,点的电势能为,Uq,B,带电粒子带负电,C,此匀强电场的电场强度大小为,E,D,此匀强电场的电场强度大小为,E,4.,如图所示，,A,板发出的电子经加速后，水平射入水平,放置的两平行金属板间，金属板间所加的电压为,U,，电,子最终打在荧光屏,P,上，关于电子的运动，则下列说法,中正确的是,A,滑动触头向右移动时，其他不变，则电子打在 荧光屏上的位置上升,B,滑动触头向左移动时，其他不变，则电子打在荧光屏上的位置,上升,C,电压,U,增大时，其他不变，则电子打在荧光屏上的速度大小不变,D,电压,U,增大时，其他不变，则电子从发出到打在荧光屏上的速度变大,5.,一个电子以初速度,V,0,=310,6,m/S,沿着垂直于场强方向射入两带电平行金属板,金属板长,L=6cm,两板相距,10cm,极板间电,U=200V,求,:,电子射出电场时偏移距离和偏转角度,?,电子射出电场时速度,?,6.,如图,一束质子流在经,U=5000V,的加速电压加速后,，,在,距两板等距处垂直进入平行板间的匀强电场，,若,两,板间距为,d=1cm,，板长,L=5cm,，那么要使电子从,平,行,板间刚好飞出，两极板应加多大电压？,7,如图所,示，热电子由阴极飞出时的初速度忽略不计，电子发射装置的加速电压为,U,0,，电容器板长和板间距离均为,L,10 cm,，下极板接地，电容器右端到荧光屏的距离也是,L,10 cm,，在电容器两极板间接一交变电压，上极板的电势随时间变化的图象如,图所,示,(,每个电子穿过平行板的时间都极短，可以认为电子穿过平行板的过程中电压是不变的,),求：,(1),在,t,0.06 s,时刻，电子打在荧光屏上的何处；,(2),荧光屏上有电子打到的区间有多长？,甲,乙,8.,如图所示，两带电平行板竖直放置，开始时两极板间电压为,U,，相距为,d,，两极板间形成匀强电场有一带电粒子，质量为,m,(,重力不计,),、所带电荷量为,q,，从两极板下端连线的中点,P,以竖直速度,v,0,射入匀强电场中，带电粒子落在,A,极板的,M,点上，试求：,(1),若将,A,极板向左侧水平移动,d/2,，此带电粒子仍从,P,点以速度,v,0,竖直射入匀强电场且仍落在,A,极板的,M,点上，则两极板间电压应增大还是减小？电压应变为原来的几倍？,2),若将,A,极板向左侧水平移动,d/2,并保持两极板间电压为,U,，此带电粒子仍从,P,点竖直射入匀强电场且仍落在,A,极板的,M,点上，则应以多大的速度,v,射入匀强电场？,1,(2011,海南单科,1),关于静电场，下列说法正确的是,(,),A,电势等于零的物体一定不带电,B,电场强度为零的点，电势一定为零,C,同一电场线上的各点，电势一定相等,D,负电荷沿电场线方向移动时，电势能一定增加,2,(2010,广东理综,21,改编,),图,1,是某一点电荷的电场线分布图，下列表述正确的是,(,),A,a,点的电势高于,b,点的电势,B,该点电荷带正电,C,a,点和,b,点电场强度的方向相同,D,a,点的电场强度大于,b,点的电场强度,图,1,考题阅读,3,(2010,上海单科,9),三个点电荷电场的电场线分布如图,2,所示，图中,a,、,b,两点处的场强大小分别为,E,a,、,E,b,，电势分别为,a,、,b,，则,(,),A,E,a,E,b,，,a,b,B,E,a,E,b,，,a,b,C,E,a,E,b,，,a,b,D,E,a,E,b,，,a,b,4,(2010,山东,20,改编,),某电场的电场线分布如图,3,所示，下列说法正确的是,(,),A,c,点场强大于,b,点场强,B,a,点电势高于,b,点电势,C,若将一试探电荷,Q,由,a,点释放，它将沿电场线运动到,b,点,D,若在,d,点再固定一点电荷,Q,，将一试探电荷,q,由,a,移至,b,的过程中，电势能增加,图,2,图,3,5,(2011,山东理综,21,改编,),如图,4,所示，在两等量异种点电荷的电场中，,MN,为两电荷连线的中垂线，,a,、,b,、,c,三点所在直线平行于两电荷的 连线，且,a,和,c,关于,MN,对称、,b,点位于,MN,上，,d,点位于两电荷的连线上以下判断正确的是,(,),A,b,点场强大于,d,点场强,B,b,点场强小于,d,点场强,C,a,、,b,两点间的电势差大于,b,、,c,两点间的电势差,D,试探电荷,q,在,a,点的电势能小于在,c,点的电势,能,图,4,6,(2011,广东理综,21,改编,),如图,5,为静电除尘器除尘机理的示意图尘埃在电场中通过某种机制带电，在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘目的下列表述正确的是,(,),A,到达集尘极的尘埃带正电荷,B,电场方向由放电极指向集尘极,C,带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相同,D,同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大,图,5,7,如,图,6,所示，带等量异号电荷的两平行金属板在真空中水平放置，,M,、,N,为板间同一电场线上的两点，一带电粒子,(,不计重力,),以速度,v,M,经过,M,点在电场线上向下运动，且未与下板接触，一段时间后，粒子以速度,v,N,折回,N,点，则,(,),A,粒子受电场力的方向一定由,M,指向,N,B,粒子在,M,点的速度一定比在,N,点的大,C,粒子在,M,点的电势能一定比在,N,点的大,D,电场中,M,点的电势一定高于,N,点的电势,图,6,