新课标人教版3-1选修三1.9《带电粒子在电场中的运动》word教案7 5页

静电场专题复习四：带电粒子在电场中的运动【考点聚焦】带电粒子在匀强电场中的运动示波管，示波器及其应用【基础梳理】1．带电粒子在匀强电场中的平衡（1）带电粒子在匀强电场中静止时，如果只受重力和电场力，则电场力的方向为_若带电粒子的质量为m,电场的强度为E,则粒子的带电荷量为__________,若粒子带负电,场强方向为______________,粒子带正电,场强方向为_________________。（2）带电粒子在匀强电场中作匀速直线运动，且只受重力和电场力，必有________等于__________；设匀强电场两极板电压为U，板间距离为d,带电粒子的电荷量为+q，则电容器的_________带正电荷；带电粒子的质量为_____________。（3）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___________在同一直线上,做_________________运动。（4）粒子只受电场力作用，动能变化量等于电场力做的功，其动能定理表达式为____________(初速度为零时)，__________________________(初速度不为零时),上面公式适用于一切电场.2．带电粒子在电场中的偏转（1）不考虑带电粒子的重力，粒子以速度v0垂直于电场方向飞入两带电平行板产生的匀强电场时，受到恒定的与初速度方向成________角的电场力作用而做____________运动。沿初速度方向做_____________运动；沿电场力方向做_______________运动。（2）上述运动，粒子的加速度a=___________=___________=____________(板间距离为d，电压为U)；射出电场的时间（板长为l），则离开电场的侧位移为______________,偏转角tanθ=________________。题型归纳：类型一：带点粒子在电场中的加速问题【例1】在点电荷＋Q的电场中有A、B两点，将质子和α粒子分别从A点由静止释放，已知质子和α粒子的电性相同，带电量之比为1:2，质量之比为1:4，则到达B点时，它们的速度大小之比为多少？思考：.在P板附近有一电子由静止开始向Q板运动，则关于电子到达Q板时的速率，下列解释正确的是（）\nA.两板间距离越大，加速时间就越长，则获得的速率就越大.B.两板间距离越小，加速时间就越长，则获得的速率就越大C.与两板间的距离无关，仅与加速电压有关D．以上解释都不对.小结：类型二：带电粒子在匀强电场中作类平抛运动【例2】如图所示，一束电子自下而上进入一水平方向的匀强电场后发生偏转，则电场方向向_____，进入电场后，电子的动能______（填“增加”、“减少”或“不变”）。思考：二价氧离子与一价碳离子从水平放置的平行金属板的中央沿垂直于电场方向发射，在下列各种情况下，求它们飞出电场时，在竖直方向上偏移的位移大小之比各为多少。（1）射入速度相同（2）射入时mv乘积相同（3）射入时动能相同（4）经相同电压加速后射入小结：类型三：带电粒子在电场中的加速偏转综合问题【例3】静止的电子在加速电压U1的作用下从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U2的作用下偏转一段距离.现使U1加倍,要想使电子的运动轨迹不发生变化,应该（）A、使U2加倍B、使U2变为原来的4倍C、使U2变为原来的倍D、使U2变为原来的1/2倍思考：一束电子流在经U1\n＝5000V的加速电压加速后，在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场，如图所示，若两板间距d＝1.0cm，板长L＝5.0cm，那么，要使电子能从平行板间飞出，两个极板上最多能加多大电压小结：类型四：带电粒子在电场和重力场的复合场中的运动【例4】．质量为5.0×10－8kg的带电微粒，以V0=2m/s的速度从水平放置的平行金属板A、B的中央水平飞入板间，已知板长L=10cm，板间距离d=2cm，当UAB=1000V时，带电微粒恰好沿直线穿过板间。问：AB间所加电压在什么范围内带电微粒能从板间飞出？(g=10m/s2)思考：如图中的虚线为匀强电场中的等势面，相邻等势面的电势差均为100V，间距为5cm，一质量为0.1kg的带负电的小球，以10m/s的速度，沿与水平方向成30º角射入电场，若该小球做直线运动，(g=10m/s2)求：⑴小球的带电量.⑵沿运动方向的最大位移.小结：巩固练习：1．一带电粒子在电场中只受电场力作用时，它不可能出现的运动状态是()A．匀速直线运动B．匀加速直线运动C．匀变速曲线运动D．匀速圆周运动2．对公式的适用条件，正确的有（）A．只适用于匀强电场中，v0=0的带电粒子被加速B．只适用于匀强电场中，粒子运动方向和场强方向平行的情况\nC．只适用于匀强电场中，粒子运动方向和场强方向垂直的情况D．适用于任何电场中，v0=0的带电粒子被加速3．电子、质子、α粒子由静止状态经相同电压加速后，垂直电场线进入同一匀强电场中，则：（）A．最后离开电场时，α粒子偏角最大B．最后离开电场时，质子的动能最大C．最后离开电场时，质子的速率最大D．电子通过匀强电场的时间最短4．如图所示是一个说明示波器工作原理的示意图电子经电压U1加速后以速度vo垂直进入偏转电场，离开偏转电场时的偏转量是h，两平行板间距离为d，电势差是U2，板长是L，为提高示波管的灵敏度（每单位电压引起的偏转量）可采用以下哪些方法（）A．增大两板间电势差ULB．尽可能使板长L短一些C．尽可能使板距d短一些D．使加速电压U1升高一些5．图中从A极释放的一个无初速度的电子向B板方向运动，指出下列说法中哪些是正确的（）A．电子到达B时动能为1eVB．电子从B到C，动能变化为零C．电子达到D点时动能为1eVD．电子将在A、D间往复运动6．一质量为m，电量为q的带电粒子（不计重力），以平行于电场线的初速度v0射入匀强电场，经过t(s)时间，带电粒子具有的电势能与刚射入到电场时具有的电势能相同。则此匀强电场为_____________，带电粒子在带电场中所通过的路程为______________。7．如图所示，将光滑金属环竖直放置在水平向右的匀强电场中，场强为E。在环上套有一质量为m、带电量为－q的小球，当小球从水平直径A端由静止释放，沿顺时针滑到B时，小球对圆环的压力为____________。\n8．如图所示，相距为d的两平行金属板M、N与电池组相连后，其间形成匀强电场，一带正点粒子从M极板边缘垂直于电场方向射入，并打在N极板的正中央。不计重力，现欲把N极板远离M极板平移，使原样射入的粒子能够射出电场，就下列两种情况求出N极板至少移动的距离。（1）电键闭合（2）把闭合的电键打开后9．如图所示，在一匀强电场中的A点有一点电荷，并用绝缘细线与O点相连，原来细线刚好被水平拉直而没有张力。现让点电荷从A点由静止开始运动，试求电荷经O点正下方时的速率v。已知m=1.0×10-4kg,，q=+1.0×10-7C，细线长度为L=10cm，电场强度E=1.73×104N/C，（g取10m/s2）。