C031带电粒子在电场中的运动课件

带电粒子在电场中的运动季军2007年7月一、带电粒子在匀强电场中的加速二、带电粒子在匀强电场中的偏转对偏移公式的讨论三、示波管的原理07年广东普宁市华侨中学三模卷6广东茂名市2007年第一次模考102007年物理海南卷607年天津五区县重点校联考82007高考理综北京卷22

2007年上海卷2207届12月江苏省丹阳中学试卷172007年广东卷6

07年4月苏州中学调研试卷52007年重庆卷24

07年江苏省扬州市一模17带电粒子在电场中的运动一、带电粒子在匀强电场中的加速一般情况下带电粒子所受的电场力远大于重力,所以可以认为只有电场力做功。由动能定理W=qU=ΔEk，此式与电场是否匀强无关，与带电粒子的运动性质、轨迹形状也无关。若初速度v0=0则

对偏移公式的讨论（4）对于不同的带电粒子①若以相同的速度射入，则y∝q/m②若以相同的动能射入，则y∝q

③若以相同的动量射入，则y∝qm

④若经相同电压U0加速后射入，则y与q、m无关,随加速电压的增大而减小，随偏转电压的增大而增大。三、示波管的原理Y'X'Y偏转电极X电子枪荧光屏利用两组正交的偏转极板，可以控制电子打在荧光屏上的位置。示意图如右：两组偏转电极分别控制电子在水平、竖直方向的偏转。一般在水平偏转电极上加扫描电压（从左向右周期性扫描），在竖直偏转电极上加需要研究的信号。四、带电物体在电场力和重力共同作用下的运动。当带电体的重力和电场力大小可以相比时，不能再将重力忽略不计。这时研究对象经常被称为“带电微粒”、“带电尘埃”、“带电小球”等等。07年广东普宁市华侨中学三模卷66．分别为一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，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AD2007年物理海南卷66.一平行板电容器中存在匀强电场，电场沿竖直方向。两个比荷（即粒子的电荷量与质量之比）不同的带正电的粒子a和b，从电容器的P点（如图）以相同的水平速度射入两平行板之间。测得a和b与电容器极板的撞击点到入射点之间的水平距离之比为1:2。若不计重力，则a和b的比荷之比是（）Ａ.

1:2

B.

1:8

C.

2:1

D.

4:1

解:DP07年天津五区县重点校联考88．一个一价和二价的静止铜离子，经过同一电压加速后，再垂直射入同一匀强偏转电场，然后打在同一屏上，屏与偏转电场方向平行，下列说法正确的是 （）A．二价铜离子打在屏上时的速度小B．离开偏转电场后,二价铜离子飞到屏上用的时间长C．离子经加速电场加速过程中，二价铜离子受电场力的冲量大D．在离开偏转电场时，两种离子在电场方向上的位移不相等

C解见下页解：可见离开偏转电场时，两种离子的偏移相等，D错.离开偏转电场后,在初速度方向仍以v0做匀速运动，可见二价铜离子飞到屏上用的时间短，B错.铜离子离开偏转电场时为vt，离开偏转电场后做匀速直线运动，打在屏上时的速度仍为vt，可见二价铜离子打在屏上时的速度大，A错.加速过程中，可见二价铜离子受电场力的冲量大，C对.解：按题意画出示意图如图示：dRv0（1）极间场强（2）α粒子在极板间运动的加速度（3）由得：2007年上海卷2222．（13分）如图所示，边长为L的正方形区域abcd内存在着匀强电场。电量为q、动能为Ek的带电粒子从a点沿ab方向进入电场，不计重力。（1）若粒子从c点离开电场，求电场强度的大小和粒子离开电场时的动能；（2）若粒子离开电场时动能为Ek'

，则电场强度为多大？

abcdE解:（1）abcdEL＝v0t，所以所以（2）若粒子由bc边离开电场，L＝v0t，所以若粒子由cd边离开电场，所以解：（1）因粒子带负电且向下偏转，故电场力方向向下，所以电场方向竖直向上。水平方向匀速运动，有：lsinθ=v0t

竖直方向做初速度为零的匀加速运动，有解得加速度：由qE=ma，得电场强度大小B点的电势高于A点的电势,有A、B两点间的电势差为：（2）设初速度大小为v0，小球过B点竖直分速度为vy，瞬时速度为vB，水平和竖直位移分别为x和y，则有：y=vyt/2x=v0t而y/x=cotθ由动能定理得：所以A、B间的电势差题目2007年广东卷66．平行板间加如图4（a）所示周期变化的电压，重力不计的带电粒子静止在平行板中央，从t=0时刻开始将其释放，运动过程无碰板情况。图4（b）中，能定性描述粒子运动的速度图象正确的是()T/23T/2UU0-U0图4(a)T2Tt0图4（b)vt0vt0vt0vt0ABCDA0537-E0t/sE/Vm-12E01246解：画出带电粒子速度v随时间t变化的图像如图所示，1234567t/sv/ms-10v-t图下的‘面积’表示位移,可见带电粒子不是只向一个方向运动,4s末带电粒子不能回到原出发点，A、C错.2s末速度不为0,可见0s～2s内电场力的功不等于0,B错.2.5s和4s末，速度的大小方向都相同，电场力冲量等于动量的变化(等于0)，D对。2007年重庆卷2424.(9分)飞行时间质谱仪可通过测量离子飞行时间得到离子的荷质比q/m.如题24图1,带正电的离子经电压为U的电场加速后进入长度为L的真空管AB,可测得离子飞越AB所用时间t1.改进以上方法，如题24图2,让离子飞越AB后进入场强为E（方向如图）的匀强电场区域BC,在电场的作用下离子返回B端，此时，测得离子从A出发后飞行的总时间t2,（不计离子重力）（1）忽略离子源中离子的初速度，①用t1计算荷质比;②用t2计算荷质比.离子束真空管ABULt1题24图1离子束真空管EABCt2UL题24图22页题目3页末页①设离子带电量为q,质量为m,经电场加速后的速度为v,则

（2）离子源中相同荷质比离子的初速度不尽相同，设两个荷质比都为q/m的离子在A端的速度分别为v和v′（v≠v′）,在改进后的方法中，它们飞行的总时间通常不同，存在时间差Δt.可通过调节电场E使Δt=0.求此时E的大小.解:(1)(1)离子飞越真空管AB做匀速直线运动，则L=vt1(2)由(1)、（2）两式得离子荷质比(3)2页题目3页末页两离子初速度分别为v、v′,则(7)(8)(9)要使Δt＝0,则须(10)所以(11)2页题目3页末页07年江苏省扬州市一模1717．(16分)如图(a)所示，平行金属板A和B的距离为d，它们的右端安放着垂直金属板的靶MN。现在A、B板上加上如图(b)所示的方波形电压，t=0时A板比B板的电势高，电压的正向值为U0，反向值也为U0，现有由质量为m的带正电且电荷量为q的粒子组成的粒子束，从AB的中点O以平行于金属板方向OO′的某一初速射入。设粒子能全部打在靶MN上，而且所有粒子在AB间的飞行时间均为t，不计重力影响，试问：02T/3U0tU-U05T/32TT（b）ABOO'

v0MN（a）第3页(1)在距靶MN的中心O′点多远的范围内有粒子击中?(2)要使粒子能全部打在靶MN上，电压U0的数值应满足什么条件?(写出U0，m、