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1、学习必备欢迎下载图 4物理作业：带电粒子在电场中的运动2015.11 习学目标1.能利用动能定理、能量守恒分析解决带电粒子的加速与偏转问题.2.能利用分解运动的方法处理带电粒子的类平抛运动一、带电粒子在电场中的加速基础导引 如图 1 所示，在A 板附近有一电子由静止开始向B 板运动，则关于电子到达B 板时的速率，下列说法正确的是() 两板间距越大，加速的时间就越长，则获得的速率越大两板间距越小，加速度就越大，则获得的速率越大与两板间的距离无关，仅与加速电压U 有关以上解释都不正确知识梳理 带电粒子在电场中加速，若不计粒子的重力，则电场力对带电粒子做的功等于带电粒子_的增量(1)在匀强电场中：W
2、qEdqU12mv212mv20或 FqEqUdma. (2)在非匀强电场中：WqU12mv212mv20. 思考 ： 带电粒子在电场中的运动是否考虑重力？二、带电粒子在电场中的偏转基础导引 分析带电粒子垂直于电场方向进入匀强电场后的运动性质(如图 2 所示 )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4运动规律 (两平行金属板间距离为d，金属板长为l)：三、示波管知识梳理 1构造：
3、 (1)_，(2)_2工作原理 (如图 3 所示 ) 图 3 (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. 四 考点突破考点一带电体在电场中的直线运动带电物体可以在平面上、斜面上、杆上(沿杆 )、真空中做直线运动可以从物体的受力分析、运动分析、功能关系、能量守恒进行考查例 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
4、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，sin 37 0.6，cos 37 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图 1精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 8 页学习必备欢迎下载图 6图 8上，一个质量为m 0.2 kg、带电荷量为q 2.0106C 的小物块处于静止状态，小物块与地面间的摩擦因数 0.1
5、.从 t0 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 10 m/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图 5 考点二带电粒子在电场中的偏转1粒子的偏转角(1)以初速度v0进入偏转电场：如图6 所示，设带电粒子质量为m，带电荷量为q，以速度 v0垂直于电场线方向射入匀强偏转电场，偏转电压为U1，若粒子飞出电场时偏转角为 ，则 tan vyvx，式中 vyatqU1mdlv0，vxv0，代入得tan qU1lmv20d结论：动能一定时tan 与 q 成正比，电荷量相同时tan 与动能成反比(2)经加速电场加速再进入偏转电
6、场不同的带电粒子是从静止经过同一加速电压U0加速后进入偏转电场的，则由动能定理有：qU012mv20由式得：tan U1l2U0d结论：粒子的偏转角与粒子的q、m 无关，仅取决于加速电场和偏转电场2粒子在匀强电场中偏转时的两个结论(1)以初速度v0进入偏转电场y12at212qU1md (lv0)2 作粒子速度的反向延长线，设交于 O 点，O 点与电场边缘的距离为x， 则 xy cot qU1l22dmv20mv20dqU1ll2结论：粒子从偏转电场中射出时，就像是从极板间的l2处沿直线射出(2)经加速电场加速再进入偏转电场：若不同的带电粒子都是从静止经同一加速电压U0加速后进入偏转电场的，则
7、由和得：偏移量：yU1l24U0d上面式偏转角正切为：tan U1l2U0d结论：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 和偏转角都是相同的，也就是运动轨迹完全重合例 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() 图 7 A.U2U12dLB.U2U1dLC.U2U12d2L2D.U2U10)、质量为 m 的带电粒子在匀强电场的作用下，在 t0 时由
8、静止开始运动，场强随时间变化的规律如图所示不计重力求在t 0 到 tT 的时间间隔内(1)粒子位移的大小和方向；(2)粒子沿初始电场反方向运动的时间物理知识二次过关2015.11 1.如图所示， 带正电 q、质量为 m 的滑块， 沿固定绝缘斜面匀速下滑，现加一竖直向上的匀强电场，电场强度为E，且 qEmg.以下判断正确的是 () A滑块将沿斜面减速下滑B滑块将沿斜面加速下滑C滑块仍保持匀速下滑D仅当 qEmg 时，滑块加速下滑2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 也增大精选学习资料 - - -
9、- - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 8 页学习必备欢迎下载图 17图 18图 19图 20图 21B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3如图 18 甲所示，一条电场线与Ox 轴重合，取O 点电势为零， Ox 方向上各点的电势随 x 变化的情况如图乙所示，() 若在 O 点由静止释放一电子，电子仅受电场力的作用，则A电子一直沿Ox 负方向运动B电场力一直做正功C电子运动的加速度不变D电子的电势能逐渐增大4.在如图所示的装置中，A、 B 是真空中竖直放置的两块平行金属板，它们与调压
10、电路相连，两板间的电压可以根据需要而改变当两板间的电压为U 时，质量为m、带电荷量为 q 的带电粒子， 以初速度 v0 从 A 板上的中心小孔沿垂直两板的虚线射入电场中，在快要接触B 时沿原路返回在不计重力的情况下，要想使带电粒子进入电场后在A、B 板的中心处返回，可以采用的方法是() A使带电粒子的初速度变为v02B使带电粒子的初速度变为2v0 C使 A、B 板间的电压增加到2U D使 A、B 板间的电压增加到4U 5.(2014四川成都检测 )如图所示，两对金属板A、B 和 C、D 分别竖直和水平放置，A、B 接在电路中， C、D 板间电压为U.A 板上 O 处发出的电子经加速后，水平射入
11、C、D 板间，电子最终都能打在光屏 M 上关于电子的运动，下列说法正确的是()AS 闭合，只向右移动滑片P，P 越靠近 b 端，电子打在M 上的位置越高BS 闭合，只改变A、B 板间的距离，改变前后，电子由O 至 M 经历的时间相同CS 闭合，只改变A、B 板间的距离，改变前后，电子到达M 前瞬间的动能相同DS 闭合后再断开，只向左平移B，B 越靠近 A 板，电子打在M 上的位置越高6. 如图 19 所示，质量相等的两个带电液滴1 和 2 从水平方向的匀强电场中 O 点静止释放后，分别抵达B、C 两点，若 ABBC，则它们带电荷量之比q1q2等于() A1 2 B21 C12 D.21 7如图
12、 20 所示， A、B 两导体板平行放置，在t0 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 UABt 图线如下列四图所示其中可能使电子到不了B 板的是() 8.如图所示，在水平向右的匀强电场中，某带电粒子从A 点运动到 B 点，在 A 点时速度竖直向上，在 B 点时速度水平向右，在这一运动过程中粒子只受电场力和重力，所受电场力是重力的3倍，并且克服重力做的功为1 J，电场力做的正功为3 J，则下列说法中正确的是() A粒子带正电B粒子在 A 点的动能比在B 点多 2 J C粒子在 A 点的机械能比在B 点少 3 J D粒子由A 点到 B 点过
13、程中速度最小时，速度的方向与水平方向的夹角为609如图 21 所示，竖直平面xOy 内有三个宽度均为L 首尾相接的电场区域ABFE、BCGF 和 CDHG .三个区域中分别存在方向为y、 y、 x 的匀强电场，其场强大小比例为 212.现有一带正电的物体以某一初速度从坐标为 (0，L)的 P 点射入 ABFE 场区，初速度方向水平向右物体恰从坐标为 (2L， L/2)的 Q 点射入 CDHG 场区，已知物体在ABFE 区域所受电场力和所受重力大小相等，重力加速度为g，物体可以视为质点，y 轴竖直向上，区域内竖直方向电场足够大求：(1)物体进入 ABFE 区域时的初速度大小；(2)物体在 ADH
14、E 区域运动的总时间；(3)物体从 DH 边界射出位置的坐标精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 8 页学习必备欢迎下载10.反射式速调管是常用的微波器件之一，它利用电子团在电场中的振荡来产生微波，其振荡原理与下述过程类似如图所示，在虚线 MN 两侧分别存在着方向相反的两个匀强电场，一带电微粒从A点由静止开始， 在静电力作用下沿直线在A、 B 两点间往返运动 已知电场强度的大小分别是E12.0 103 N/C 和 E2 4.0 103 N/C， 方向如图所示 带电微粒质量m1.0 1020 kg，带电量 q 1.0 109 C
15、，A 点距虚线MN 的距离 d11.0 cm，不计带电微粒的重力，忽略相对论效应求：(1)B 点距虚线MN 的距离 d2；(2)带电微粒从A 点运动到B 点所经历的时间t. 11.(2014陕西五校三模)如图所示， A、B 为半径 R1 m 的四分之一光滑绝缘竖直圆弧轨道，在四分之一圆弧区域内存在着 E1 106 V/m 、竖直向上的匀强电场，有一质量m1 kg、带电量 q 1.4 105 C 的物体 (可视为质点 )，从 A 点的正上方距离 A 点 H 处由静止开始自由下落(不计空气阻力 )， BC 段为长 L2 m、与物体间动摩擦因数为 0.2 的粗糙绝缘水平面，CD 段为倾角 53 且离
16、地面 DE 高 h 0.8 m 的斜面(1)若 H 1 m，物体能沿轨道AB 到达最低点B，求它到达B 点时对轨道的压力大小；(2)通过你的计算判断：是否存在某一H 值，能使物体沿轨道AB 经过最低点B 后最终停在距离 B 点 0.8 m 处精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 8 页学习必备欢迎下载复习5(1) gL2(2)5 322Lg(3)(3L，L2) 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 8 页学习必备欢迎下载课进规范训练1B2ACD3BC4B5BD6B7(1)(2L,0)(2)54eEL8(1)0.50 cm(2)1.5108 s 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 8 页
