专题：带电粒子在电场中的运动

专题：带电粒子在电场中的运动

知识点一、带电粒子在电场中的加速2．带电粒子在匀强电场中的偏转(1)研究条件：带电粒子_______于电场方向进入匀强电.(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.(4)处理方法：类似于__________，应用运动的合成与分解的方法．①沿初速度方向做______________运动，垂直平抛运动匀速直线匀变速曲线

不变

知识点二、带电粒子在电场中的偏转（5）运动规律(两平行金属板间距离为d，金属板长为l)v0

v0t

加速度a=——————结论（2）无论带电粒子的m、q如何，只要经过同一加速电场加速，再垂直进入同一偏转电场，它们飞出的偏移量y和偏转角θ都是相同的，也就是轨迹完全重合.1．示波管的构造：①_________、②_______________、③__________．电子枪偏转电极荧光屏2．工作原理(如图所示)

知识点三、示波管的原理(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传播，打在荧光屏________，在那里产生一个亮斑．中心(2)YY′上加的是待显示的____________．XX′上是机器自身的锯齿形电压，叫做_________电压．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图像．信号电压扫描例题1、如图所示，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，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．课堂练习1、如图甲所示，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μ＝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．甲乙例题1、如图所示，带正电的粒子以速度v0沿两板之间的中线进入两板间的匀强电场中，恰好沿下板的边缘飞出，已知板长为L，板间的距离为d，板间电压为U，带电粒子的电荷量为q，粒子通过平行金属板的时间为t(不计粒子的重力)，则在前时间内，电场力对粒子做的功为()B(1)电子离开加速电场时的速度．(2)电子离开偏转电场时的侧向速度．(3)电子离开偏转电场时侧向移动的距离．例题3、示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，如图所示．如果在荧光屏上P点出现亮斑，那么示波管中的()A．极板X应带正电B．极板X′应带正电C．极板Y应带正电D．极板Y′应带正电课堂练习3、(2011·安徽卷)图(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()B【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？甲乙课堂练习5、一个质量为m、电荷量为＋q的小球以初速度v0水平抛出，在小球经过的竖直平面内，存在着若干个如图所示的无电场区和有理想上下边界的匀强电场区，两区域相互间隔、竖直高度相等，电场区水平方向无限长，已知每一电场区的场强大小相等、方向竖直向上，不计空气阻力，下列说法正确的是()CA．小球在水平方向一直做匀加速直线运动B．若场强大小等于mg/q

，则小球经过每一无电场区的时间均相同C．若场强大小等于2mg/q

，则小球经过每一电场区的时间均相同D．若场强大小等于2mg/q，则小球经过每一无电场区的时间不相同

分组训练·提升能力1．如图所示，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BCD3．如图所示，A、B两导体板平行放置，在t＝0时将电子从A板附近由静止释放(电子的重力忽略不计)．分别在A、B两板间加四种电压，它们的UAB－t图线如下列四图所示．其中可能使电子到不了B板的是（）B4．(2010·天津卷)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y0.5．(2011·安徽卷)如图a所示，两平行正对的金属板A、B间加有如图b所示的交变电压，一重力可忽略不计的带正电粒子被固定在两板的正中间P处．若在t0时刻释放该粒子，粒子会时而向A板运动，时而向B板运动，并最终打在A板上．则t0可能属于的时间段是()运用等效思想建立复合场模型处理相关问题例1．在水平向右的匀强电场中，有一质量为m，带正电的小球，用长为L的绝缘细线悬挂于O点，稳定时小球静止于A点，细线与竖直方向夹角为θ，如图所示，现给小球一个垂直于悬线的初速度，使小球恰能在竖直平面内做圆周运动，求：（1）小球运动过程中的最小速度；（2）小球在A点的初速度。例2、如图所示，ab是半径为R的圆的一条直径，该圆处于匀强电场中，场强大小为E，方向一定且与圆周在同一平面内，现在该平面内将一带正电q的小球从a点以相同的初动能抛出，抛出方向不同时，小球会经过圆周上不同的点，在所有的点中，到达c点时小球的动能最大，已知∠cab=30°，若不计重力和空气阻力，试求：（1）电场方向与ac间的夹角θ为多大?（2）若小球在a点时初速度与电场方向垂直，则小球恰好能落在c点，那么初动能为多大?例4.如图示，水平方向匀强电场中，有一带为+q,质量为m的电体P自O点竖直向上射出，它的初速度为v0，当它上升到最高点M时，它的速度仍为v0，求:MO′EPOv0（1）电场强度为多大？（2）物体折回并通过与O同一水平线上的O′点时，速度为多大？例5、光滑水平面上有一边长为l的正方形区域处在场强为E的匀强电场中，电场方向与正方形一边平行。一质量为m、带电量为q的小球由某一边的中点，以垂直于该边的水平初速v0进入该正方形区域。当小球再次运动到该正方形区域的边缘时，具有的动能可能为(）A．0ABC例6、如图示，水平放置的金属板上方有一固定的正电荷Q，一表面绝缘的带正电的小球（可视为质点，且不影响Q的电场），从左端以初速度v0滑上金属板，沿光滑的上表面向右运动到右端，在该运动过程中（）A.小球做匀速直线运动B.小球先减速后加速运动C.小球受电场力恒定D.电场力对小球做的功为零ADv0Q例8、

一质量为m，带电量为+q的小球从距地面高h处以一定的初速度水平抛出。在距抛出点水平距离为L处，有一根管口比小球直径略大的竖直细管,管的上口距地面h/2，为使小球能无碰撞地通过管子，可在管子上方的整个区域里加一个场强方向水平向