1、,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
2、。,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v0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v0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)：,vx=v0,x=v0t,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U1的加速电场，经加速后从小孔S沿平行金属板
3、A、B的中心线射入A、B板长为L，相距为d， 电压为U2.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
4、于L，OO为垂直于屏的中心轴线，不计离子重力和离子在板间偏离OO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m0、电荷量为q0的正离子以速度v0沿OO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y0.,练.如图,电子以初速度 V0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？,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
5、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),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
6、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
7、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V0 =3106m/S,
8、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U0，电容器板长和板间距离均为L10 cm，下极板接地，电容器右端到荧光屏的距离也是L10 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
9、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t0.06 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v0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v0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
10、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 ( ) Aa点的电势高于b点的电势 B该点电荷带正电 Ca点和b点电场强度的方向相同 Da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
11、图2所示，图中a、b两点处的场强大小分别为Ea、Eb，电势分别为a、b，则 ( ) AEaEb，ab BEaEb，ab CEaEb，ab DEaEb，ab,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 ( )Ac点场强大于b点场强 Ba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
12、，d点位于两电荷的连线上以下判断正确的是 ( )Ab点场强大于d点场强 Bb点场强小于d点场强 Ca、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vM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vN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,
