2013【步步高】高考物理一轮复习配套课件第六章 专题6.ppt

专题6带电粒子在电场中的运动 专题6 一 带电粒子在电场中的加速 基础再现 深度思考 知识梳理 动能 专题6 本课栏目开关 二 带电粒子在电场中的偏转 知识梳理 1 进入电场的方式 一个质量为m 带电荷量为q的粒子 以初速度v0 于电场线方向进入两平行金属板间的匀强电场 两板间的电势差为U 2 受力特点 粒子所受电场力大小 且电场力的方向与初速度v0的方向垂直 3 运动特点 做 运动 与力学中的平抛运动类似 垂直 不变 匀变速曲线 基础再现 深度思考 专题6 本课栏目开关 4 运动规律 两平行金属板间距离为d 金属板长为l v0 v0t 基础再现 深度思考 专题6 本课栏目开关 三 示波管 1 构造 1 2 3 荧光屏 2 工作原理 如图3所示 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沿直线运动 打在荧光屏 在那里产生一个亮斑 2 YY 上加的是待显示的 XX 上是机器自身产生的锯齿形电压 叫做 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变化的稳定图象 电子枪 偏转电极 中心 信号电压 扫描电压 知识梳理 图3 基础再现 深度思考 专题6 本课栏目开关 课堂探究 突破考点 考点一带电体在电场中的直线运动 例1 如图4所示 一带电荷量为 q 质量为m的小物块处于一倾角为37 的光滑斜面上 当整个装置被置于一水平向右的匀强电场中 小物块恰好静止 重力加速度取g sin37 0 6 cos37 0 8 求 1 水平向右电场的电场强度 2 若将电场强度减小为原来的1 2 物块的加速度是多大 3 电场强度变化后物块下滑距离L时的动能 图4 专题6 本课栏目开关 跟踪训练1 2011 四川德阳市第二次诊断性考试 如图5甲所示 在真空中足够大的绝缘水平地面上 一个质量为m 0 2kg 带电荷量为q 2 0 10 6C的小物块处于静止状态 小物块与地面间的摩擦因数 0 1 从t 0时刻开始 空间上加一个如图乙所示的电场 取水平向右的方向为正方向 g取10m s2 求 1 4秒内小物块的位移大小 2 4秒内电场力对小物块所做的功 甲 乙 解析 1 前2秒内物体做匀加速运动 设加速度为a1 由牛顿第二定律得 E1q mg ma1解得 a1 2m s2前两秒内的位移s1 a1t2 4m2 4s物体做减速运动 设加速度为a2由牛顿第二定律得 E2q mg ma2解得 a2 2m s2第2秒末的速度v 4m s 则第4s末的速度为0 所以s2 v2t2 a2t22 4m故物体前4秒内的位移x x1 x2 8m 2 W电 E1qs1 E2qs2 1 6J 课堂探究 突破考点 专题6 本课栏目开关 考点二带电粒子在电场中的偏转 例2 如图7所示 一个带电粒子从粒子源飘入 初速度很小 可忽略不计 电压为U1的加速电场 经加速后从小孔S沿平行金属板A B的中心线射入 A B板长为L 相距为d 电压为U2 则带电粒子能从A B板间飞出应该满足的条件是 思维突破 1 本题是典型的带电粒子加速再偏转的题目 处理此类题目需要综合运用动能定理 运动的合成与分解 牛顿运动定律 运动学公式等 2 粒子恰能飞出极板和粒子恰不能飞出极板 对应着同一临界状态 分析时根据题意找出临界状态 由临界状态来确定极值 这是求解极值问题的常用方法 C 课堂探究 突破考点 专题6 本课栏目开关 跟踪训练2 如图8所示 a b两个带正电荷的粒子 以相同的速度先后垂直于电场线从同一点进入平行板间的匀强电场后 a粒子打在B板的a 点 b粒子打在B板的b 点 若不计重力 则 A a的电荷量一定大于b的电荷量B b的质量一定大于a的质量C a的比荷一定大于b的比荷D b的比荷一定大于a的比荷 图8 C 课堂探究 突破考点 专题6 本课栏目开关 考点三带电粒子在电场中运动的实际应用 示波器 例3 2011 安徽 18 图11 a 为示波管的原理图 如果在电极YY 之间所加的电压按图 b 所示的规律变化 在电极XX 之间所加的电压按图 c 所示的规律变化 则在荧光屏上会看到的图形是 a B 课堂探究 突破考点 专题6 本课栏目开关 跟踪训练3 2010 天津理综 12 质谱分析技术已广泛应用于各前沿科学领域 汤姆孙发现电子的质谱装置示意如图12所示 M N为两块水平放置的平行金属极板 板长为L 板右端到屏的距离为D 且D远大于L O O为垂直于屏的中心轴线 不计离子重力和离子在板间偏离O O的距离 以屏中心O为原点建立xOy直角坐标系 其中x轴沿水平方向 y轴沿竖直方向 设一个质量为m0 电荷量为q0的正离子以速度v0沿O O的方向从O 点射入 板间不加电场和磁场时 离子打在屏上O点 若在两极板间加一沿 y方向场强为E的匀强电场 求离子射到屏上时偏离O点的距离y0 图12 课堂探究 突破考点 专题6 本课栏目开关 思维建模 带电粒子在交变电场中运动的思维方法 例5 如图15甲所示 热电子由阴极飞出时的初速度忽略不计 电子发射装置的加速电压为U0 电容器板长和板间距离均为L 10cm 下极板接地 电容器右端到荧光屏的距离也是L 10cm 在电容器两极板间接一交变电压 上极板的电势随时间变化的图象如图乙所示 每个电子穿过平行板的时间都极短 可以认为电子穿过平行板的过程中电压是不变的 求 1 在t 0 06s时刻 电子打在荧光屏上的何处 2 荧光屏上有电子打到的区间有多长 甲 乙 1 打在屏上的点位于O点正上方 距O点13 5cm 2 30cm 图15 课堂探究 突破考点 专题6 本课栏目开关 C 图16 课堂探究 突破考点 专题6 本课栏目开关 分组训练 提升能力 1 如图17所示 电子由静止开始从A板向B板运动 当到达B极板时速度为v 保持两板间电压不变 则 A 当增大两板间距离时 v也增大B 当减小两板间距离时 v增大C 当改变两板间距离时 v不变D 当增大两板间距离时 电子在两板间运动的时间也增大 图17 图19 B CD 专题6 本