第4节 带电粒子在电场中运动(一轮复习)

1、第四节第四节带电粒子在电场中的运动带电粒子在电场中的运动考点一带电粒子考点一带电粒子(或带电体或带电体)在电场中的直线运动在电场中的直线运动1.做直线运动的条件做直线运动的条件(1)粒子所受合外力粒子所受合外力F合合0，粒子或静止，或做匀速直线运动。，粒子或静止，或做匀速直线运动。(2)粒子所受合外力粒子所受合外力F合合0，且与初速度方向在同一条直线上，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。带电粒子将做匀加速直线运动或匀减速直线运动。2.用动力学观点分析用动力学观点分析3.用功能观点分析用功能观点分析匀强电场中：匀强电场中：非匀强电场中：非匀强电场中：WqU

2、Ek2Ek1注意！注意！带电体重力是否计入的判断：带电体重力是否计入的判断：(1)微观粒子微观粒子(如电子、质子、离子等如电子、质子、离子等)和无特别说明的带电粒子，和无特别说明的带电粒子，一般都不计重力一般都不计重力(并不是忽略质量并不是忽略质量)；(2)带电微粒带电微粒(如油滴、液滴、尘埃、小球等如油滴、液滴、尘埃、小球等)除有特别说明或暗除有特别说明或暗示外，一般要考虑重力；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，反推是否计重力和过程，反推是否计重力(即隐含条件即隐含条件)。【例【例1】在

3、真空中水平放置平行板电容器，两极板间有一个带电油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，电容器两板间距为滴，电容器两板间距为d，当平行板电容器的电压为，当平行板电容器的电压为U0时，油滴时，油滴保持静止状态，如图保持静止状态，如图8所示。当给电容器突然充电使其电压增加所示。当给电容器突然充电使其电压增加U1时，油滴开始向上运动；经时间时，油滴开始向上运动；经时间t后，电容器突然放电使其后，电容器突然放电使其电压减少电压减少U2，又经过时间，又经过时间t，油滴恰好回到原来位置。假设油，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，滴在运动过程中没

4、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。重力加速度为这段时间内油滴的位移可忽略不计。重力加速度为g。求：。求：(1)带电油滴所带电荷量与质量之比；带电油滴所带电荷量与质量之比；(2)第一个第一个t与第二个与第二个t时间内油滴运动时间内油滴运动 的加速度大小之比；的加速度大小之比；(3)U1与与U2之比。之比。【练习练习1】如图所示，板长如图所示，板长L4 cm的平行板电容器，板间距的平行板电容器，板间距离离d3 cm，板与水平线夹角，板与水平线夹角37，两板所加电压为，两板所加电压为U100 V有一带负电液滴，带电荷量为有一带负电液滴，带电荷量为q31010 C，

5、以，以v01 m/s的水平速度自的水平速度自A板边缘水平进入电场，在电场中仍沿板边缘水平进入电场，在电场中仍沿水平方向并恰好从水平方向并恰好从B板边缘水平飞出板边缘水平飞出(取取g10 m/s2，sin 0.6，cos 0.8)求：求：(1)液滴的质量；液滴的质量；(2)液滴飞出时的速度的大小液滴飞出时的速度的大小【练习练习2】(2015新课标全国卷新课标全国卷，14)如图如图13，两平行的带电，两平行的带电金属板水平放置。若在两板中间金属板水平放置。若在两板中间a点从静止释放一带电微粒，点从静止释放一带电微粒，微粒恰好保持静止状态，现将两板绕过微粒恰好保持静止状态，现将两板绕过a点的轴点的轴

6、(垂直于纸面垂直于纸面)逆时针旋转逆时针旋转45，再由，再由a点从静止释放一同样的微粒，该微粒点从静止释放一同样的微粒，该微粒将将() A.保持静止状态保持静止状态B.向左上方做匀加速运动向左上方做匀加速运动C.向正下方做匀加速运动向正下方做匀加速运动D.向左下方做匀加速运动向左下方做匀加速运动答案答案D考点二带电粒子在匀强电场中的偏转考点二带电粒子在匀强电场中的偏转1.偏转问题偏转问题(1)条件分析：带电粒子垂直于电场线方向进入匀强电场。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：运动形式：(3)处理方法：处理方法：(4)运动规律：运动规律：加速度：加速度：在电场中的运动

7、时间：在电场中的运动时间：离开电场时的偏移量：离开电场时的偏移量：离开电场时的偏转角：离开电场时的偏转角：类平抛运动。类平抛运动。应用运动的合成与分解。应用运动的合成与分解。【例【例3】 (多选多选) (2015天津理综，天津理综，7)如图如图10所示，氕核、氘核、氚所示，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场E1之后进入电场线竖直向下的匀强电场之后进入电场线竖直向下的匀强电场E2发生偏转，最后打发生偏转，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，在屏上。整个装置处于真空中，不计粒子重力及

8、其相互作用，那么那么() A.偏转电场偏转电场E2对三种粒子做功一样多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三种粒子一定打到屏上的同一位置答案答案AD【练习练习3】如图所示，离子发生器发射一束质量为如图所示，离子发生器发射一束质量为m、电荷量为、电荷量为q的离子，从静止经的离子，从静止经PQ两板间的加速电压加速后，以初速两板间的加速电压加速后，以初速度度v0从从a点沿点沿ab方向进入一匀强电场区域，方向进入一匀强电场区域，abcd所围成的正方所围成的正

9、方形是该匀强电场的边界，已知形是该匀强电场的边界，已知ab长为长为L，匀强电场的方向与，匀强电场的方向与ad边平行且由边平行且由a指向指向d。(1)求加速电压求加速电压U0；(2)若离子恰从若离子恰从c点飞离电场，求点飞离电场，求a、c两两 点间的电势差点间的电势差Uac；(3)若离子从若离子从abcd边界上某点飞出时的边界上某点飞出时的 动能为动能为mv02，求此时匀强电场的场强，求此时匀强电场的场强 大小大小E。知识点三、示波管知识点三、示波管1.构造及功能构造及功能(如图所示如图所示)(1)电子枪：发射并加速电子。电子枪：发射并加速电子。(2)偏转电极偏转电极YY：使电子束竖直偏转：使电

10、子束竖直偏转(加信号电压加信号电压)；偏转电极；偏转电极XX：使电子束水平偏转：使电子束水平偏转(加扫描电压加扫描电压)。知识点三、示波管知识点三、示波管1.构造及功能构造及功能(如图所示如图所示)2.工作原理工作原理偏转电极偏转电极XX和和YY不加电压，电子打到屏幕中心；若只在不加电压，电子打到屏幕中心；若只在XX之间加电压，电子只在之间加电压，电子只在X方向偏转；若只在方向偏转；若只在YY之间加电压，之间加电压，电子只在电子只在Y方向偏转；若方向偏转；若XX加扫描电压，加扫描电压，YY加信号电压，屏加信号电压，屏上会出现随信号而变化的图象。上会出现随信号而变化的图象。【例题例题4】如图，一条长为如图，一条长为L的细线上端固定在的细线上端固定在0点，下端系点，下端系一个质量为一个质量为m的小球，将它置于场强为的小球，将它置于场强为E，方向水平向右的匀强，方向水平向右的匀强电场中，已知小球在电场中，已知小球在B点时平衡，细线与竖直线的夹角为点时平衡，细线与竖直线的夹角为.求：求：(1)当细线与竖直方向的夹角为多大开始由静