带电粒子在电场运动复习课

1、复习课第一章第八节：带电粒子在电场中的运动（省靖中陈红提供）【课前自主学习】一、请学生自主复习教材第一章第八节P32P36二、结合复习的内容思考如下问题：1带电粒子在电场中的运动轨迹和运动状态各有几种类型？2电场对带电粒子做功的表达式如何？它们之间又有什么区别？3带电粒子垂直射进匀强电场后平行于极板方向速度规律，位移规律；垂直于极板方向的速度规律，位移规律；速度偏向角的正切值表示为；射出偏转电场的侧向位移表示为。4示波管的工作原理是什么？三、自主解答以下三道题目：1下列粒子从初速为零的状态经过电压为U 的电场后，速度最大的是（）A 质子B电子C氦核D钠离子2质量为m、带电量为q 的粒子以初速度

2、V 从中线垂直进入偏转电场，刚好离开电场，它在离开电场后偏转角正切为0.5。下列说法中错误的是（）A如果带电粒子的初速度变为原来的2 倍，则离开电场后的偏转角正切为0.25B如果带电粒子的初动能变为原来的2 倍，则离开电场后的偏转角正切为0.25C如果带电粒子的初动量变为原来的2 倍，则离开电场后的偏转角正切为0.25D如果带电粒子的荷质比变为原来的2 倍，则离开电场后的偏转角正切为0.253一束电子流在U 1 500V 的电压作用下得到一定速度后垂直于平行板间的匀强电场飞入两板间的中央，如图所示，若平行板间的距离d=1cm，问：至少在平行板上加多大电压U2 才能使电子不再飞出飞行板。lv0d

3、U11【课堂主体参与】 学习目标 1掌握带电粒子在电场中运动的分析方法2了解现代科学实验和技术设备中，是如何利用电场来改变和控制带电粒子的运动 重点、难点 1带电粒子在电场中的运动状态有平衡和变速运动带电粒子在电场中的运动轨迹有直线和曲线（偏转）2带电粒子垂直进入匀强电场偏转的几个特征物理量 学习内容 一、课前自主学习检查1有一束正离子以相同速度从同一位置进入带电平行极电容器间的匀强电场中，所有离子的运动轨迹一样，说明所有离子（）A 具有相同的质量B具有相同的电荷量C具有相同的电荷D属于同一元素2如图，水平放置的平行金属板充电后板间形成匀强电场，板间距离为d ，一个带负电的液滴带电量大小为q

4、，质量为 m ，从下板边缘射入电场，沿直线从上板边缘射出，则（）+液滴做的是匀速直线运动B液滴做的是匀减速直线运动mgdC两板间的电势差为q-D液滴的电势能减少了mgd3在一个正点电荷电场中，有许多负离子以相等的半径围绕正点电荷做匀速圆周运动，这些负离子应（）A 带电量相等B动能相等C质量相等D经同一电场加速4质量为m=5 10 8kg 的带电粒子，以初速v0=3m/s 从水平放置的平行金属板a, b的正中央射入（如图） ，已知两板长l =10cm，两板间距d=1cm，当两板电势差为u=1.5 102V时，带电粒子恰好能沿水平直线通过a, b 两板间的匀强电场，现改变a, b 板间的电压，试问

5、电压值在什么范围内变化时，该带电粒子总能从两板之间飞出？+av0b2二、构建知识框架、剖析典型概念1电场对电荷做功的计算 WAB qU AB 一切电场 WAB qEdAB 只适用于匀强电场d A、 B 两点沿场强方向的距离2带电粒子垂直进入匀强电场类平抛运动平行于极板方向的速度规律vxv0 ，位移规律 xv0 t 。垂直于极板方向的速度规律vyqU t ，位移规律 yqU t 2md2md速度偏向角的正切值表示为tgqUL。22mdv0qUl 2射出偏转电场的侧向位移表示为y2 。2mdv03带电粒子在电场中运动可能出现的几种运动状态：平衡静止匀速直线运动粒子在电场中的运动状态类平抛匀速变速运

6、动 圆周运动变速一般曲线4在处理实际问题时应注意以下重要结论粒子从偏转电场中射出时，就好像是从极板间的l处沿直线射出似的。2初速度为零的不同带电粒子， 经过同一加速电场， 偏转电场， 打在同一屏上时的偏转角、偏转位移相同。三、自主研究例题例 1 如图，两带有小孔 s1 , s2 的平行金属板M 、 N 水平放置，并分别与电源的正负极相连，闭合开关，将一带正电的小球从小孔正上方的P 点无初速释放，不计空气阻力。小球恰好能穿过小孔 s2 ，下列情况中，小球仍能穿过s2 的是（）Ps1A 开关 S 闭合，将 N 极向下平移一段距离MB开关 S 闭合，将 M 极向上平移一段距离Ss2C开关 S 断开，

7、将 N 极向下平移一段距离ND开关 S 断开，将M 极向上平移一段距离3例 2 有一匀强电场， 场强为正， 方向如图所示， 一电子以与 x 轴正方向成 45夹角的初速度 v0 垂直于电场方向从 O 点射入，电子质量为 m，电荷量为 e，不计重力，求：y（ 1）电子通过x 轴时的位置；（ 2）电子通过x 轴时的速度大小。Ev045x例 3 如图所示， 在竖直向下的匀强电场中，使一个带负电的小球从斜轨道上的A 点静止滑下，若使小球通过半径为R 的圆轨道顶端B 点时不落下来，至少应使A 点在斜轨道上的高度 h 为多少？（设轨道光滑且绝缘，小球的重力大于它所受的电场力）BAR oE例 4 在平行板电容

8、器A 、B 两板上加上如图所示的交变电压，开始B 板的电势比 A 板高，这时两板中间原来静止的电子在电场作用下开始运动，设电子在运动中不与极板发生碰撞，则下列说法中正确的是（不计电子重力）A电子先向 A 板运动，然后向B 板运动，再返回A 板做周期性来回运动B电子一直向 A 板运动C电子一直向 B 板运动D电子先向 B 板运动，然后向A 板运动，再返回B 板做周期性来回运动U/ve1.0t/sd0.5四、总结提升：带电粒子在电场中的运动状态有平衡 （静止或直线运动） 和变速运动（常见的为匀变速） ，运动轨迹有直线和曲线（偏转） 。1）对于平衡问题，结合受力分析图，根据共点力的平衡条件可求解2）

9、带电粒子在匀强电场中的加速偏转（ 3） WqU 运用一切电场，而WqEd 只适用于匀强电场。五、当堂训练：1一带正电的质量为m的液滴在匀强电场外上方的A 点自由下落，如图所示。当液滴进入匀强电场后，其可能的运动轨迹为图中哪一个？2如图所示是示波管工作原理的示意图， 电子经电压 U1 加速后以速度 0 垂直进入偏转电场，离开电场时的偏转量为 h 两平行板间的距离为 d，电势差为 U2，板长为 L为了提高示 波管的灵敏度 ( 即每单位电压引起的偏转量h ) ，可采取的方法是 ( )U 2A增大两板间电势差U2B减小板长 LC减小两板间距离dD增大加速电压1U3如图所示，带电平行金属板A， B，板间

10、的电势差为U，A板带正电， B 板中央有一小孔。一带正电的微粒，带电量为q，质量为 m，自孔的正上方距板高 h 处自由落下，若微粒恰能落至A， B 板的正中央 c 点，则（）A微粒在下落过程中动能逐渐增加，重力势能逐渐减小B微粒下落过程中重力做功为mg（ h+ d ），电场力做功为1 qU22C微粒落入电场中电势能逐渐增大，其增加量为1 qU2D若微粒从距 B 板高 2h 处自由下落，则恰好能达到A 板4如图，带电荷量分别为q1、 q2 的粒子，以相同的初速度从P 点沿垂直于场强的方向射入平行相间的匀强电场中，分别落在下板上的A、 B 点， q1=3q2，已知 OA=AB，不计重力。求：（1）

11、两个粒子的质量之比。（2）两个粒子进入电场后动能增量比P+v0OAB【课后自我检测】1、如图所示，虚线a、b、c 是电场中的三个等势面，相邻等势面间的电势差相同，实线为一个带正电的质点仅在电场力作用下，通过该区域的运动轨迹， P、Q是轨迹上的两点。下列说法中正确的是bcP（） A 三个等势面中，等势面a 的电势最高B带电质点一定是从P 点向 Q点运动aQC带电质点通过P点时的加速度比通过Q点时小D带电质点通过P 点时的动能比通过Q点时小2、分别为1 价和两价的静止铜离子，经过同一电场加速后，再垂直经过同一偏转电场，然5后落到一屏上。如图，离子重力不计，以下判断正确的是：（）A离子经过加速电场时

12、，二价铜离子受到的电场力的冲量大。B在偏转电场中，电场力对两种离子做的功一样多。C两种铜离子打在屏上时的速度一样大。D两种铜离子打在屏上的同一点3三个电子在同一地点沿同一直线垂直飞入偏转电场，如图所示。则此可判断（）A在 b 飞离电场的同时， a 刚好打在下极板上cBb 和 c 同时飞离电场C进电场时， c 速度最大， a 速度最小abDc 的动能增量最小，a 和 b 的动能增量一样大4、空间有一区域宽广的电场，场强大小始终不变且处处相等，但方向可以改变。第1 秒内场强方向如图所示， =37。有一个带电质点以某一水平初速度从A 点开始沿 x 轴运动， 1秒末场强方向突然改为竖直向上，此时A 质

13、点恰好达到坐标原点O。已知 AO=3.75 米，求第2 秒末该质点所达位置的坐标(g 取 10米/ 秒 2)。5、如下图所示， 相距为 d 的两平行金属板M、N 与电池相连后，其间形成匀强电场，一带正电粒子从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，使原来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 S 闭合；（ 2）把闭合的电键S 打开。【课后自由发展】1、一个初动能为Ek 的带电粒子，以速度v 垂直电场线方向飞入平行板电容器内，飞出时粒6子的动能增到飞入时初动能的2 倍如果使这个带电粒子的初速度增到原

14、来的2 倍，那么它飞出时的动能应变为（）A 8EkB 4.25E kC5EkD 4Ek2、在空间中的A、B 两点固定着一对等量同种电荷，有一带电微粒在它们产生的电场中运动，设带电微粒在运动过程中只受到电场力的作用，则带电微粒所做的运动可能是（）A匀变速直线运动B匀速圆周运动C抛物线运动D机械振动3、如图所示，在y 0 的空间中，存在沿y 轴正方向的匀强电场E；在 y 0 的空间中，存在沿 y 轴负方向的匀强电场，场强大小也为E，一电子（e， m）在 y 轴上的 P（ 0，d）点以沿 x 轴正方向的初速度v0 开始运动，不计电子重力，求：1）电子第一次经过 x 轴的坐标值；2）请在图上画出电子在一个周期内的大致运动轨迹；3）电子在 y 方向上