第三节电容器与电容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,*,*,*,第三节电容器与电容 带电粒子在电场中的运动（第,2,课时）,【,考点点击,】,带电粒子在匀强电场中的运动,【,课标要求,】,1.,掌握带电粒子在电场中的加速和偏转问题，会解带电粒子在电场中的运动问题。,2.,了解示波管的原理。,二、带电粒子在电场中的加速和偏转,1,带电粒子在电场中的加速,(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条直线上，,做,。,加,(,减,),速直线运动,带电粒子动能的增量,qU,2,如下图所示，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，加速的时间就越长，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,【,答案,】,C,垂直,匀变速曲线,匀速直线,匀加速直线,3,如下图所示，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,(,),A,1,1,B,1,2,C,2,1 D,1,4,【,答案,】,B,1,带电粒子在电场中的运动是否考虑重力,(1),基本粒子：如电子、质子、,粒子、离子等除有说明,或明确的暗示以外，一般都不考虑重力,(,但并不忽略质量,),。,(2),带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或,有明确的暗示以外，一般都不能忽略重力。,2,粒子的偏转角问题,(1),已知电荷情况及初速度,如右图所示，设带电粒子质量为,m,，带电荷量为,q,，以速度,v,0,垂直于电场线方向射入匀强偏转电场，偏转电压为,U,1,。,若粒子飞出电场时偏转角为,，则,结论：粒子的偏转角与粒子的,q,、,m,无关，仅取决于加速,电场和偏转电场。即不同的带电粒子从静止经过同一电场,加速后进入同一偏转电场，它们在电场中的偏转角度总是,相同的。,结论：粒子从偏转电场中射出时，就像是从极板间的,l/2,处沿,直线射出。,(2),若不同的带电粒子是从静止经同一加速电压,U,0,加速后进入,偏转电场时，则由,和,，得：,结论：粒子的偏转距离与粒子的,q,、,m,无关，仅取决于加速,电场和偏转电场。即不同的带电粒子从静止经过同一电场,加速后进入同一偏转电场，它们在电场中的偏转距离总是,相同的。,一、带电粒子在电场中的直线运动：,【,例,1】,：,如右图所示，板长,L,4,cm,的平行板电容器，板间距离,d,3,cm,，板与水平线夹角,37,，两板所加电压,U,100,V,，有一带负电液滴，带电荷量为,q,310,10,C,，以,v,0,1,m,/,s,的水平速度自,A,板边缘水平进入电场，在电场中仍沿水平方向并恰好从,B,板边缘水平飞出。,g,取,10,m,/,s,2,，求：,(1),液滴的质量；,(2),液滴飞出时的速度。,【,变式训练,】,：,1,、（,2008,年全国卷,2,）一平行板电容器的两个极板水平放置，两极板间有一带电量不变的小油滴，油滴在极板间运动时所受空气阻力的大小与其速率成正比。若两极板间电压为零，经一段时间后，油滴以速率,v,匀速下降；若两极板间的电压为,U,，经一段时间后，油滴以速率,v,匀速上升。若两极板间电压为,U,，油滴做匀速运动时速度的大小、方向将是,A.2,v,、向下,B.2,v,、向上,C.3,v,、向下,D.3,v,、向上,【,例,2】,：,如图所示，水平安放的,A,、,B,两平行板相距,h,，上板,A,带正电，现有质量,m,，带电量为,+q,的小球，在,B,板下方距离,H,处，以初速,v,0,竖直向上从,B,板小孔进入板间电场，欲使小球刚好能到,A,板，则,A,、,B,间电势差,U,AB,应为多少？,【,变式训练,】,2,、如下图所示，,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,(,2011,洛阳模拟,),如下图所示，两平行金属板,A,、,B,长,L,8,cm,，两板间距离,d,8,cm,，,A,板比,B,板电势高,300,V,。,一带正电的粒子电荷量,q,10,10,C,，质量,m,10,20,kg,，沿,电场中心线,RO,垂直电场线飞入电场，初速度,v,0,2,10,6,m,/,s,，粒子飞出平行板电场后经过界面,MN,、,PS,间的无电场,区域后，进入固定在,O,点的点电荷,Q,形成的电场区域，,(,设界,面,PS,右边点电荷的电场分布不受界面的影响,),。已知两界面,MN,、,PS,相距为,12,cm,，,D,是中心线,RO,与界面,PS,的交点，,O,点在中心线上，距离界面,PS,为,9,cm,，粒子穿过界面,PS,最后,垂直打在放置于中心线上的荧光屏,bc,上。,(,静电力常量,k,9.0,10,9,N,m,2,/,C,2,),(1),求粒子穿过界面,MN,时偏离中心线,RO,的距离多远？到达,PS,界面时离,D,点多远？,(2),在图上粗略画出粒子运动的轨迹。,【,解题切点,】,本题思路,(2),第一段是抛物线，第二段是直线，第三段是曲线，,轨迹如下图所示。,【,答案,】,(1)3,cm,12,cm,(2),图见解析,【,发散思维,】,解答此类问题应从以下两方面入手：,(1),对复杂过程要善于分阶段分析，联系力学中的物理模型，,从受力情况、运动情况、能量转化等角度去研究。,(2),经常把电场与牛顿定律、动能定理、功能关系、运动学知,识、电路知识等综合起来，把力学中处理问题的方法迁移到电,场中去。,当堂达标,