应该()高考调研第六章静电场高三物理(新课标版).ppt

一、带电粒子在电场中的加速 【例1】　如图所示，一平行板电容器板长l＝4 cm，板间距离为d＝3 cm，倾斜放置，使板面与水平方向夹角α＝37°，若两板间所加电压U＝100 V，一带电量q＝3×10－10 C的负电荷以v0＝0.5 m/s的速度自A板左边缘水平进入电场，在电场中沿水平方向运动，并恰好从B板右边缘水平飞出，则带电粒子从电场中飞出时的速度为多少？带电粒子质量为多少？ 【答案】　8×10－8 kg,1.32 m/s 【例2】　(2013·浙江)“电子能量分析器”主要由处于真空中的电子偏转器和探测板组成．偏转器是由两个相互绝缘、半径分别为RA和RB的同心金属半球面A和B构成，A、B为电势值不等的等势面，其过球心的截面如图所示．一束电荷量为e、质量为m的电子以不同的动能从偏转器左端M的正中间小孔垂直入射，进入偏转电场区域，最后到达偏转器右端的探测板N，其中有一定动能的电子沿等势面C做匀速圆周运动到达N板的正中间．忽略电场的边缘效应． (1)判断球面A、B的电势高低，并说明理由； (2)若半球面A、B和等势面C的电势分别为φA、φB和φC，则到达N板左、右边缘处的电子，经过偏转电场前、后的动能改变量ΔEk左和ΔEk右分别为多少？ 【解析】　(1)电子做匀速圆周运动，电场力提供向心力，受力的方向与电场的方向相反，所以B板的电势较高； (2)到达N板左、右边缘处的电子，在运动的过程中，电场力对它们做功，电子动能的改变量等于电场力做功，即ΔEk左＝eUBC＝e(φB－φC)，ΔEk右＝eUAC＝e(φA－φC)． 【答案】　(1)B板的电势较高； (2)ΔEk左＝e(φB－φC)，ΔEk右＝e(φA－φC) 【名师点拨】　电场对带电粒子的加速作用只与加速电压有关，与电场是否为匀强电场无关．一般用功能关系求解．所以①②式仍适用，但不能写成③式． 二、带电粒子在电场中的偏转(限于匀强电场) 1．运动状态分析 带电粒子以速度v0垂直于电场线方向飞入匀强电场时，受到恒定的与初速度方向成90°角的电场力作用做匀变速曲线运动． 2．分析处理方法 类似平抛运动的处理方法，应用运动的合成和分解的知识求解． 【例3】　如图所示，静止的电子在加速电压为U1的电场作用下从O经P板的小孔射出，又垂直进入平行金属板间的电场，在偏转电压为U2的电场作用下偏转一段距离．现使U1加倍，要想使电子在偏转电场的偏移量不发生变化，调整板间距离时电子仍能穿出偏转电场，应该(　　) A．仅使U2加倍 B．仅使U2变为原来的4倍 C．仅使偏转电场板间距离变为原来的0.5倍 D．仅使偏转电场板间距离变为原来的2倍 【答案】　AC 【例1】　如下图所示为一真空示波管，电子从灯丝K发出(初速度不计)，经灯丝与A板间的加速电压U1加速，从A板中心孔沿中心线KO射出，然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中(偏转电场可视为匀强电场)，电子进入M、N间电场时的速度与电场方向垂直，电子经过电场后打在荧光屏上的P点．已知加速电压为U1，M、N两板间的电压为U2，两板间的距离为d，板长为L1，板右端到荧光屏的距离为L2，电子的质量为m，电荷量为e.求： (1)电子穿过A板时的速度大小； (2)电子从偏转电场射出时的侧移量； (3)P点到O点的距离． 【解析】　(1)设电子经电压U1加速后的速度为v0，根据动能定理，得 (2)电子以速度v0进入偏转电场后，设偏转电场的电场强度为E，电子在偏转电场运动的时间为t1，电子的加速度为a，离开偏转电场时相对于原运动方向的侧移量为y1. 二、处理曲线运动的一般思路和方法 曲线运动的一般处理思路：化曲为直．即把曲线运动化为两个方向上的直线运动，分别在两个方向上找物体的受力和初速度． 【例2】　如图所示，一质量为m，带电量为q的粒子，以初速度v0，从A点竖直向上射入真空中的沿水平方向的匀强电场中，粒子通过电场中B点时的速率为2v0，方向与电场的方向一致，则A、B两点的电势差大小为(　　) 【解析】　沿水平方向x和竖直方向y分析可知． x方向：Fx＝qE, v0x＝0，故做匀加速运动． y方向：Fy＝mg，v0y＝v0，a＝－g，做匀减速运动． 一、几何最高点和等效最高点 所谓的几何最高点，即图形的最高点，在圆周运动中，在重力场中，几何的最高点与重力场的最高点是一致的，小球在轻质细线的牵拉下在竖直平面内做圆周运动，运动过程中只有重力做功，机械能守恒，在最高和最低点根据合力提供向心力可知，在最高点速度最小，细线的拉力最小，在最低点速度最大，细线的拉力最大，如果不仅有重力场，同时还有电场，在这种叠加场下，拉力和速度如何分析？ 【例1】　如图所示，用绝缘体细线拴一带负电小球，在竖直平面内做圆周运动，匀强电场方向竖直向下，则(　　) A．当小球运动到最高点A时，