第4节带电粒子在电场中的运动(一轮复习)讲述.ppt

第四节　带电粒子在电场中的运动 考点一　带电粒子(或带电体)在电场中的直线运动 1.做直线运动的条件 (1)粒子所受合外力F合＝0，粒子或静止，或做匀速直线运动。 (2)粒子所受合外力F合≠0，且与初速度方向在同一条直线上，带电粒子将做匀加速直线运动或匀减速直线运动。 2.用动力学观点分析 3.用功能观点分析 匀强电场中： 非匀强电场中：W＝qU＝Ek2－Ek1 注意！！！ 带电体重力是否计入的判断： 　(1)微观粒子(如电子、质子、离子等)和无特别说明的带电粒子，一般都不计重力(并不是忽略质量)； 　(2)带电微粒(如油滴、液滴、尘埃、小球等)除有特别说明或暗示外，一般要考虑重力； 　(3)原则上，所有未明确交代的带电体，都应根据题设运动状态和过程，反推是否计重力(即隐含条件)。 【例1】在真空中水平放置平行板电容器，两极板间有一个带电油滴，电容器两板间距为d，当平行板电容器的电压为U0时，油滴保持静止状态，如图8所示。当给电容器突然充电使其电压增加ΔU1时，油滴开始向上运动；经时间Δt后，电容器突然放电使其电压减少ΔU2，又经过时间Δt，油滴恰好回到原来位置。假设油滴在运动过程中没有失去电荷，充电和放电的过程均很短暂，这段时间内油滴的位移可忽略不计。重力加速度为g。求： (1)带电油滴所带电荷量与质量之比； (2)第一个Δt与第二个Δt时间内油滴运动 的加速度大小之比； (3)ΔU1与ΔU2之比。 【练习1】如图所示，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α＝37°，两板所加电压为U＝100 V．有一带负电液滴，带电荷量为q＝3×10－10 C，以v0＝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(取g＝10 m/s2，sin α＝0.6，cos α＝0.8)．求： (1)液滴的质量； (2)液滴飞出时的速度的大小． 【练习2】(2015·新课标全国卷Ⅱ，14)如图13，两平行的带电金属板水平放置。若在两板中间a点从静止释放一带电微粒，微粒恰好保持静止状态，现将两板绕过a点的轴(垂直于纸面)逆时针旋转45°，再由a点从静止释放一同样的微粒，该微粒将(　　) A.保持静止状态 B.向左上方做匀加速运动 C.向正下方做匀加速运动 D.向左下方做匀加速运动 答案　D 考点二　带电粒子在匀强电场中的偏转 1.偏转问题 (1)条件分析：带电粒子垂直于电场线方向进入匀强电场。 (2)运动形式： (3)处理方法： (4)运动规律： ①加速度： ②在电场中的运动时间： ③离开电场时的偏移量： ④离开电场时的偏转角： 类平抛运动。 应用运动的合成与分解。 【例3】 (多选) (2015·天津理综，7)如图10所示，氕核、氘核、氚核三种粒子从同一位置无初速地飘入电场线水平向右的加速电场E1之后进入电场线竖直向下的匀强电场E2发生偏转，最后打在屏上。整个装置处于真空中，不计粒子重力及其相互作用，那么(　　) A.偏转电场E2对三种粒子做功一样多 B.三种粒子打到屏上时的速度一样大 C.三种粒子运动到屏上所用时间相同 D.三种粒子一定打到屏上的同一位置 答案　AD 【练习3】如图所示，离子发生器发射一束质量为m、电荷量为＋q的离子，从静止经PQ两板间的加速电压加速后，以初速度v0从a点沿ab方向进入一匀强电场区域，abcd所围成的正方形是该匀强电场的边界，已知ab长为L，匀强电场的方向与ad边平行且由a指向d。 (1)求加速电压U0； (2)若离子恰从c点飞离电场，求a、c两 点间的电势差Uac； (3)若离子从abcd边界上某点飞出时的 动能为mv02，求此时匀强电场的场强 大小E。 知识点三、示波管 1.构造及功能(如图所示) (1)电子枪：发射并加速电子。 (2)偏转电极YY′：使电子束竖直偏转(加信号电压)；偏转电极XX′：使电子束水平偏转(加扫描电压)。 知识点三、示波管 1.构造及功能(如图所示) 2.工作原理 　偏转电极XX′和YY′不加电压，电子打到屏幕中心；若只在XX′之间加电压，电子只在X方向偏转；若只在YY′之间加电压，电子只在Y方向偏转；若XX′加扫描电压，YY′加信号电压，屏上会出现随信号而变化的图象。 【例题4】如图，一条长为L的细线上端固定在0点，下端系一个质量为m的小球，将它置于场强为E，方向水平向右的匀强电场中，已知小球在B点时平衡，细线与竖直线的夹角为θ.求： (1)当细线与竖直方向的夹角为多大开始由静止释放小球，才能使细线到竖直方向时，小球速度恰好为零？ (2)当细线与竖直方向成θ角时，至少要给小球一个多大的速度，才能使小球在竖直面内做圆周运动？ 【练习4】