专题5带电粒子在电场中综合问题分析讲义.pptx

专题5　带电粒子在电场中综合问题分析 -2- 一、示波管 1.示波管装置 示波管由电子枪　、偏转电极　和荧光屏　组成,管内抽成真空。如图所示。? -3- 2.工作原理 (1)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束沿直线运动,打在荧光屏中心　,在那里产生一个亮斑。? (2)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,叫作扫描电压。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随时间变化的稳定图象。? -4- 二、带电粒子在电场中综合问题的分析方法 1.分析方法和力学的分析方法基本相同:先分析受力情况,再分析运动状态和运动过程(平衡、加速或减速,轨迹是直线还是曲线);然后选用恰当的力学规律如牛顿运动定律、运动学公式、动能定理、能量守恒定律解题。 2.带电粒子的受力特点:在讨论带电粒子或其他带电体的静止与运动问题时,重力是否要考虑,关键看重力与其他力相比较是否能忽略。一般来说,除明显暗示外,带电小球、液滴的重力不能忽略,电子、质子等带电粒子的重力可以忽略,一般可根据微粒的运动状态判断是否考虑重力作用。 -5- 3.经一定电压(U1)加速后的带电粒子,垂直于电场强度方向射入确定的平行板偏转电场中,粒子偏离入射方向的偏距 ,它只跟加在偏转电极上的电压U2有关。当偏转电压的大小、极性发生变化时,粒子的偏距也随之变化,如果偏转电压的变化周期远大于粒子穿越电场的时间,则在粒子穿越电场的过程中,仍可当作匀强电场处理。因此,当偏转电压为正弦波或锯齿波时,连续射入的带电粒子将以入射方向为中心上下偏移,随时间而展开的波形与偏转电压波形相似。 -6- 三、用正交分解法处理带电粒子的复杂运动 这里所说的复杂运动,区别于类似平抛运动的带电粒子的偏转,它的轨迹常是更复杂的曲线,但处理这种运动的基本思想与处理偏转运动是类似的。也就是说,可以将此复杂的运动分解为两个互相正交的比较简单的直线运动,而这两个直线运动的规律我们是可以掌握的,然后再按运动合成的观点求出复杂运动的有关物理量。 -7- 四、用能量观点处理带电体在电场中的运动 对于受变力作用的带电体的运动,必须借助于能量观点来处理。即使都是恒力作用的问题,用能量观点处理常常显得简洁。具体方法常有两种: 1.用动能定理处理。思维顺序一般为 (1)弄清研究对象,明确所研究的物理过程; (2)分析物体在所研究过程中的受力情况,弄清哪些力做功,做正功还是负功; (3)弄清所研究过程的始、末状态(主要指动能); (4)根据W=ΔEk列出方程求解。 2.用包括静电势能和内能在内的能量守恒定律处理。列式的方法常有两种: (1)从初、末状态的能量相等(即E1=E2)列方程; (2)从某些能量的减少等于另一些能量的增加(即ΔE=ΔE)列方程。 -8- 答案:(1)√　(2)√ (3)×　示波器显示的是带电粒子在荧光屏上的落点痕迹。 -9- 1.(多选)如图所示,示波管是示波器的核心部件,它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成。如果在荧光屏上P点出现亮斑,那么示波管中的( ) ? 　　　　　 　　　　　　　　　　　 A.极板X应带正电 B.极板X应带正电 C.极板Y应带正电 D.极板Y应带正电 答案 解析 -10- 2.A、B是一条电场线上的两点,若在A点释放一初速度为零的电子,电子仅在电场力作用下沿电场线从A运动到B,其电势能Ep随位移x变化的规律如图所示。设A、B两点的电场强度分别为EA和EB,电势分别为φA和φB。则( ) A.EAEB B.EAEB C.φAφB D.φAφB 答案 解析 -11- 3.一个电荷量为-q、质量为m的小球,从光滑绝缘的斜面轨道的A点由静止下滑,小球恰能通过半径为R的竖直光滑圆形轨道的最高点B而做圆周运动。现在竖直方向上加如图所示的匀强电场,若仍从A点由静止释放该小球,则( ) A.小球不能过B点 B.小球仍恰好能过B点 C.小球通过B点,且在B点与轨道之间压力不为0 D.以上说法都不对 答案 解析 -12- 4.如图甲所示,两个平行金属板P、Q竖直放置,两板间加上如图乙所示的电压,t=0时,Q板比P板电势高5 V,此时在两板的正中央M点有一个电子,速度为零,电子在静电力作用下运动,使得电子的位置和速度随时间变化。假设电子始终未与两板相碰。在0t8×10-10 s的时间内,这个电子处于M点的右侧,速度方向向左且大小逐渐增大的时间是( ) A.0t2×10-10 s B.2×10-10 st4×10-10 s C.4×10-10 st6×10-10 s D.6×10-10 st8×10-10 s 答案 解析 -13- 5.(多选)在空间某一匀强电