選修31第2章第5節(jié)帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課件

知識(shí)點(diǎn)一、帶電粒子在電場(chǎng)中的加速帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)專題2．帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)(1)研究條件：帶電粒子_______于電場(chǎng)方向進(jìn)入勻強(qiáng)電.(2)受力特點(diǎn)：粒子所受電場(chǎng)力大小_____，且電場(chǎng)力的方向與初速度v0的方向垂直。

(3)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：做___________運(yùn)動(dòng)，與力學(xué)中的平拋運(yùn)動(dòng)類似.(4)處理方法：類似于__________，應(yīng)用運(yùn)動(dòng)的合成與分解的方法．①沿初速度方向做______________運(yùn)動(dòng)，垂直平拋運(yùn)動(dòng)勻速直線勻變速曲線

不變

知識(shí)點(diǎn)二、帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)結(jié)論（2）無(wú)論帶電粒子的m、q如何，只要經(jīng)過(guò)同一加速電場(chǎng)加速，再垂直進(jìn)入同一偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，它們飛出的偏移量y和偏轉(zhuǎn)角θ都是相同的，也就是軌跡完全重合.1．示波管的構(gòu)造：①_________、②_______________、③__________．電子槍偏轉(zhuǎn)電極熒光屏2．工作原理(如圖所示)

知識(shí)點(diǎn)三、示波管的原理(1)如果在偏轉(zhuǎn)電極XX′和YY′之間都沒(méi)有加電

壓，則電子槍射出的電子沿直線傳播，打在熒光屏________，在那里產(chǎn)生一個(gè)亮斑．中心(2)YY′上加的是待顯示的____________．XX′上是機(jī)器自身的鋸齒形電壓，叫做_________電壓．若所加掃描電壓和信號(hào)電壓的周期相同，就可以在熒光屏上得到待測(cè)信號(hào)在一個(gè)周期內(nèi)變化的圖像．信號(hào)電壓掃描課堂練習(xí)1、如圖甲所示，在真空中足夠大的絕緣水平地面上，一個(gè)質(zhì)量為m＝0.2kg、帶電荷量為q＝＋2.0×10－6C的小物塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，小物塊與地面間的摩擦因數(shù)μ＝0.1.從t＝0時(shí)刻開始，空間上加一個(gè)如圖乙所示的電場(chǎng)．(取水平向右的方向?yàn)檎较?，g取10m/s2)求：(1)4秒內(nèi)小物塊的位移大小；(2)4秒內(nèi)電場(chǎng)力對(duì)小物塊所做的功．甲乙例題1、如圖所示，帶正電的粒子以速度v0沿兩板之間的中線進(jìn)入兩板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，恰好沿下板的邊緣飛出，已知板長(zhǎng)為L(zhǎng)，板間的距離為d，板間電壓為U，帶電粒子的電荷量為q，粒子通過(guò)平行金屬板的時(shí)間為t(不計(jì)粒子的重力)，則在前時(shí)間內(nèi)，電場(chǎng)力對(duì)粒子做的功為()B(1)電子離開加速電場(chǎng)時(shí)的速度．(2)電子離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的側(cè)向速度．(3)電子離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)側(cè)向移動(dòng)的距離．例題3、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(diǎn)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)帶正電課堂練習(xí)3、(2011·安徽卷)圖(a)為示波管的原理圖．如果在電極YY′之間所加的電壓按圖(b)所示的規(guī)律變化，在電極XX′之間所加的電壓按圖(c)所示的規(guī)律變化，則在熒光屏上會(huì)看到的圖形是()B【例5】如圖15甲所示，熱電子由陰極飛出時(shí)的初速度忽略不計(jì)，電子發(fā)射裝置的加速電壓為U0，電容器板長(zhǎng)和板間距離均為L(zhǎng)＝10cm，下極板接地，電容器右端到熒光屏的距離也是L＝10cm，在電容器兩極板間接一交變電壓，上極板的電勢(shì)隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示．(每個(gè)電子穿過(guò)平行板的時(shí)間都極短，可以認(rèn)為電子穿過(guò)平行板的過(guò)程中電壓是不變的)求：(1)在t＝0.06s時(shí)刻，電子打在熒光屏上的何處；(2)熒光屏上有電子打到的區(qū)間有多長(zhǎng)？甲乙課堂練習(xí)5、一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為＋q的小球以初速度v0水平拋出，在小球經(jīng)過(guò)的豎直平面內(nèi)，存在著若干個(gè)如圖所示的無(wú)電場(chǎng)區(qū)和有理想上下邊界的勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)，兩區(qū)域相互間隔、豎直高度相等，電場(chǎng)區(qū)水平方向無(wú)限長(zhǎng)，已知每一電場(chǎng)區(qū)的場(chǎng)強(qiáng)大小相等、方向豎直向上，不計(jì)空氣阻力，下列說(shuō)法正確的是()CA．小球在水平方向一直做勻加速直線運(yùn)動(dòng)B．若場(chǎng)強(qiáng)大小等于mg/q

，則小球經(jīng)過(guò)每一無(wú)電場(chǎng)區(qū)的時(shí)間均相同C．若場(chǎng)強(qiáng)大小等于2mg/q

，則小球經(jīng)過(guò)每一電場(chǎng)區(qū)的時(shí)間均相同D．若場(chǎng)強(qiáng)大小等于2mg/q，則小球經(jīng)過(guò)每一無(wú)電場(chǎng)區(qū)的時(shí)間不相同

分組訓(xùn)練·提升能力1．如圖所示，電子由靜止開始從A板向B板運(yùn)動(dòng)，當(dāng)?shù)竭_(dá)B極板時(shí)速度為v，保持兩板間電壓不變，則()A．當(dāng)增大兩板間距離時(shí)，v也增大B．當(dāng)減小兩板間距離時(shí)，v增大C．當(dāng)改變兩板間距離時(shí)，v不變D．當(dāng)增大兩板間距離時(shí)，電子在兩板間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間也增大BCD4．(2010·天津卷)質(zhì)譜分析技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各前沿科學(xué)領(lǐng)域．湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子的質(zhì)譜裝置示意如圖所示，M、N為兩塊水平放置的平行金屬極板，板長(zhǎng)為L(zhǎng)，板右端到屏的距離為D，且D遠(yuǎn)大于L，O′O為垂直于屏的中心軸線，不計(jì)離子重力和離子在板間偏離O′O的距離．以屏中心O為原點(diǎn)建立xOy直角坐標(biāo)系，其中x軸沿水平方向，y軸沿豎直方向．設(shè)一個(gè)質(zhì)量為m0、電荷量為q0的正離子以速度v0沿O′O的方向從O′點(diǎn)射入，板間不加電場(chǎng)和磁場(chǎng)時(shí)，離子打在屏上O點(diǎn)．若在兩極板間加一沿＋y方向場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，求離子射到屏上時(shí)偏離O點(diǎn)的距離y0.5．(2011·安徽卷)如圖a所示，兩平行正對(duì)的金屬板A、B間加有如圖b所示的交變電壓，一重力可忽略不計(jì)的帶正電粒子被固定在兩板的正中間P處．若在t0時(shí)刻釋放該粒子，粒子會(huì)時(shí)而向A板運(yùn)動(dòng)，時(shí)而向B板運(yùn)動(dòng)，并最終打在A板上．則t0可能屬于的時(shí)間段是()運(yùn)用等效思想建立復(fù)合場(chǎng)模型處理相關(guān)問(wèn)題例1．在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有一質(zhì)量為m，帶正電的小球，用長(zhǎng)為L(zhǎng)的絕緣細(xì)線懸掛于O點(diǎn)，穩(wěn)定時(shí)小球靜止于A點(diǎn)，細(xì)線與豎直方向夾角為θ，如圖所示，現(xiàn)給小球一個(gè)垂直于懸線的初速度，使小球恰能在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，求：（1）小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最小速度；（2）小球在A點(diǎn)的初速度。例2、如圖所示，ab是半徑為R的圓的一條直徑，該圓處于勻強(qiáng)電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)大小為E，方向一定且與圓周在同一平面內(nèi)，現(xiàn)在該平面內(nèi)將一帶正電q的小球從a點(diǎn)以相同的初動(dòng)能拋出，拋出方向不同時(shí)，小球會(huì)經(jīng)過(guò)圓周上不同的點(diǎn)，在所有的點(diǎn)中，到達(dá)c點(diǎn)時(shí)小球的動(dòng)能最大，已知∠cab=30°，若不計(jì)重力和空氣阻力，試求：（1）電場(chǎng)方向與ac間的夾角θ為多大?（2）若小球在a點(diǎn)時(shí)初速度與電場(chǎng)方向垂直，則小球恰好能落在c點(diǎn)，那么初動(dòng)能為多大?例4.如圖示，水平方向勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有一帶為+q,質(zhì)量為m的電體P自O(shè)點(diǎn)豎直向上射出，它的初速度為v0，當(dāng)它上升到最高點(diǎn)M時(shí)，它的速度仍為v0，求:MO′EPOv0（1）電場(chǎng)強(qiáng)度為多大？（2）物體折回并通過(guò)與O同一水平線上的O′點(diǎn)時(shí)，速度為多大？例5、光滑水平面上有一邊長(zhǎng)為l的正方形區(qū)域處在場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)方向與正方形一邊平行。一質(zhì)量為m、帶電量為q的小球由某一邊的中點(diǎn)，以垂直于該邊的水平初速v0進(jìn)入該正方形區(qū)域。當(dāng)小球再次運(yùn)動(dòng)到該正方形區(qū)域的邊緣時(shí)，具有的動(dòng)能可能為(）A．0ABC例6、如圖示，水平放置的金屬板上方有一固定的正電荷Q，一表面絕緣的帶正電的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)，且不影響Q的電場(chǎng)），從左端以初速度v0滑上金屬板，沿光滑的上表面向右運(yùn)動(dòng)到右端，在該運(yùn)動(dòng)過(guò)程中（）A.小球做勻速直線運(yùn)動(dòng)B.小球先減速后加速運(yùn)動(dòng)C.小球受電場(chǎng)力恒定D.電場(chǎng)力對(duì)小球做的功為零ADv0Q例8、

一質(zhì)量為m，帶電量為+q的小球從距地面高h(yuǎn)處以一定的初速度水平拋出。在距拋出點(diǎn)水平距離為L(zhǎng)處，有一根管口比小球直徑略大的豎直細(xì)管,管的上口距地面h/2，為使小球能無(wú)碰撞地通過(guò)管子，可在管子上方的整個(gè)區(qū)域里加一個(gè)場(chǎng)強(qiáng)方向水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)。如圖：求：（1）小球的初速度v0；（2）電場(chǎng)強(qiáng)度E的大?。唬?）小球落地時(shí)的動(dòng)能。hLh/2m+qv0質(zhì)量m、帶電量+q的滑塊，在豎直放置的光滑絕緣圓形軌道上運(yùn)動(dòng)，軌道半徑為r，現(xiàn)在該區(qū)域加一豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)為E，為使滑塊在運(yùn)動(dòng)中不離開圓形軌道，求：滑塊在最低點(diǎn)的速度應(yīng)滿足什么條件？OACBE+qm例9、討論：若上板接地呢？例.A、B為平行金屬板，兩板相距為d，分別與電源兩極相連，兩板的中央各有一小孔M和N今有一帶電質(zhì)點(diǎn)，自A板上方相距為d的P點(diǎn)由靜止自由下