第三节电容器与电容带电粒子在电场中的运动2.ppt

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 Ⅱ 【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。 一、带电粒子在电场中的直线运动： 【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. 2v、向下???????????????? B. 2v、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v0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UAB 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 当堂达标 * 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α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、α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 v0垂直于电场线方向射入匀强偏转电场，偏转电压为U1。 若粒子飞出电场时偏转角为θ，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U0加速后进入 偏转电场时，则由②和④，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。 【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α＝37°，两板所加电压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。g取10 m/s2，求：(1)液滴的质量；(2)液滴飞出时的速度。 (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