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成才之路 物理,路漫漫其修遠兮 吾將上下而求索,人教版 選修3-1,靜電場,第一章,9 帶電粒子在電場中的運動,第一章,帶電粒子在電場中受靜電力作用，我們可以利用電場來控制粒子，使它加速或偏轉(zhuǎn)。如圖所示是示波器的核心部件——示波管。 這一節(jié)我們來探究帶電粒子在電場中的運動規(guī)律。,帶電粒子的加速,1.基本粒子的受力特點 對于質(zhì)量很小的基本粒子，如電子、質(zhì)子等，雖然它們也會受到萬有引力(重力)的作用，但萬有引力(重力)一般__________靜電力，可以__________。,遠小于,忽略,2．帶電粒子的加速 如圖所示，質(zhì)量為m，帶正電荷q的粒子，在靜電力作用下由靜止開始從正極板向負極板運動的過程中：,,qU,帶電粒子的偏轉(zhuǎn),1.進入電場的方式 以初速度v0垂直于電場線方向進入勻強電場。 2．受力特點 電場力大小______，且方向與初速度v0的方向_______。 3．運動特點 做____________運動，與力學(xué)中的__________類似。,恒定,垂直,勻變速曲線,拋體運動,4．運動規(guī)律(如圖所示),1.主要構(gòu)造 示波器的核心部件是示波管，主要由_______、_________和__________屏組成。如圖所示。,示波管的原理,電子槍,偏轉(zhuǎn)電極,熒光,①電子槍：發(fā)射并加速________。 ②偏轉(zhuǎn)電極：YY′使電子束________偏轉(zhuǎn)(加信號電壓)；XX′使電子沿_______偏轉(zhuǎn)(加掃描電壓)。 ③熒光屏：電子束打在熒光屏上能使該處的熒光物質(zhì)發(fā)光。 2．基本原理 示波器的工作原理是利用電子在電場中的加速和偏轉(zhuǎn)。,電子,沿Y向,X向,一、帶電粒子在電場中的加速 1．帶電粒子的分類 (1)基本粒子：如電子、質(zhì)子、α粒子、離子等，除有說明或有明確的暗示以外，此類粒子一般不考慮重力(但并不忽略質(zhì)量)。 (2)帶電微粒：如液滴、油滴、塵埃、小球等，除有說明或有明確的暗示以外，一般都不能忽略重力。,2．處理帶電粒子在電場中運動問題的兩種基本思路,[特別提醒](1)對帶電粒子進行受力分析，運動特點分析和力做功情況分析是選擇規(guī)律解題的關(guān)鍵。 (2)選擇解題的方法是優(yōu)先從功能關(guān)系的角度考慮，應(yīng)用功能關(guān)系列式簡單、方便，不易出錯。,如圖所示，真空中有一對平行金屬板，間距為d，接在電壓為U的電源上，質(zhì)量為m、電荷量為q的正電荷穿過正極板上的小孔以v0進入電場，到達負極板時從負極板上正對的小孔穿出。不計重力，則正電荷穿出時的速度v＝________。,,二、帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn) 以初速度v0垂直場強方向射入勻強電場中的帶電粒子，受恒定電場力作用，做類似平拋的勻變速曲線運動(如圖)。,,[特別提醒](1)對帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)問題也可以選擇動能定理求解，但只能求出速度大小，不能求出速度方向，涉及方向問題，必須采用把運動分解的方法。 (2)讓不同的粒子以相同的速度進入偏轉(zhuǎn)電場，由于軌跡不同，可以把不同的粒子分離開。,(吉林一中2014～2015學(xué)年高二上學(xué)期檢測)噴墨打印機的簡化模型如圖所示，重力可忽略的墨汁微滴，經(jīng)帶電室?guī)ж撾姾?，以速度v垂直勻強電場飛入極板間，最終打在紙上，則微滴在極板間電場中( ) A．向負極板偏轉(zhuǎn) B．電勢能逐漸增大 C．運動軌跡是拋物線 D．運動軌跡與帶電量無關(guān) 答案：C,,解析：墨汁微粒帶負電，將向正極板偏轉(zhuǎn)，選項A錯誤；電場力對微滴做正功，電勢能將減小，選項B錯誤；微滴在垂直電場方向做勻速直線運動，在電場方向做初速度為零的勻加速直線運動，其軌跡為拋物線，選項C正確；電量不同，其加速度不同，運動軌跡不同，選項D錯誤。,如圖所示，電子由靜止開始從M板向N板運動，當(dāng)?shù)竭_N板時的速度為v，保持兩板間的電壓不變，則( ) A．當(dāng)增大兩板間距離時，v增大 B．當(dāng)減小兩板間距離時，v增大 C．當(dāng)改變兩板間距離時，v不變 D．當(dāng)增大兩板間距離時，電子在兩板間的時間變長,帶電粒子在電場中的加速,,答案：CD,如圖所示，A、B兩導(dǎo)體板平行放置，在t＝0時將電子從A板附近由靜止釋放(電子的重力忽略不計)。分別在A、B兩板間加四種電壓，它們的UAB－t圖線如下列四圖所示。能使電子到達B板的是( ) 答案：ACD,,,解析：在A選項所加電壓下，電子將一直向B加速；在C選項所加電壓下，電子也一直向B板運動，是先加速再減速至0，再加速再減速至0 ，一直向B板運動；D選項和C選項一樣，只不過電子的加速度發(fā)生變化；只有在B選項所加電壓下，電子先向B板加速再減速，再向A板加速再減速至初始位置，且速度變?yōu)?，如此在AB間運動。,(海南省海南中學(xué)2013～2014學(xué)年高二上學(xué)期期中)如圖所示，電荷量為－e、質(zhì)量為m的電子經(jīng)電壓U1的電場加速，從兩極板中點進入平行板電容器中，電子剛進入兩極板時的速度跟電場線方向垂直。兩極板間的電勢差為U2，兩極板長為L1，間距為d。電子離開偏轉(zhuǎn)電場后做勻速直線運動，打在距極板為L2的熒光屏上的P點。求：,帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn),(1)電子進入偏轉(zhuǎn)電場時的初速度v0； (2)電子飛出偏轉(zhuǎn)電場時沿電場線的偏移量y； (3)P點偏離熒光屏中央O的距離Y。,,(山東師大附中2014～2015學(xué)年高二上學(xué)期檢測)如圖，場強大小為E、方向豎直向下的勻強電場中有一矩形區(qū)域abcd，水平邊ab長為s，豎直邊ad長為h。質(zhì)量均為m、帶電量分別為＋q和－q的兩粒子，由a、c兩點先后沿ab和cd方向以速率v0進入矩形區(qū)(兩粒子不同時出現(xiàn)在電場中)。不計重力，若兩粒子軌跡恰好相切，則v0等于( ),答案：B,一臺正常工作的示波管，突然發(fā)現(xiàn)熒光屏上畫面的高度縮小(如圖)，則產(chǎn)生故障的原因可能是( ) A．加速電壓突然變大 B．加速電壓突然變小 C．偏轉(zhuǎn)電壓突然變大 D．偏轉(zhuǎn)電壓突然變小,對示波管工作原理的理解,,答案：AD,(廣西桂林十八中2014～2015學(xué)年高二上學(xué)期檢測)示波管是示波器的核心部件，它由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成，如圖所示。如果在熒光屏上P點出現(xiàn)亮斑，那么示波管中的( ),,A．極板X應(yīng)帶正電 B．極板X′應(yīng)帶正電 C．極板Y應(yīng)帶正電 D．極板Y′應(yīng)帶正電 答案：AC 解析：由題意可知，在XX′方向上向X方向偏轉(zhuǎn)，X帶正電，A對B錯；在YY′方向上向Y方向偏轉(zhuǎn)，Y帶正電，C對D錯。,易錯點：不認真計算分析問題導(dǎo)致錯誤 案例：如圖所示，一價氫離子(H)和二價氦離子(He)的混合體，經(jīng)同一加速電場加速后，垂直射入同一偏轉(zhuǎn)電場中，偏轉(zhuǎn)后打在同一熒光屏上，則它們( ) A．離開偏轉(zhuǎn)電場時速度方向不同 B．離開偏轉(zhuǎn)電場時速度方向相同 C．到達屏上同一點 D．到達屏上不同點,,正確答案：BC,