带电粒子在电场中课件.ppt

1、J2459J2459学生示波器学生示波器阴极射线管结构示意图阴极射线管结构示意图仪器名称：示波器仪器名称：示波器 型型 号：号：COS5100系统运行时，数以系统运行时，数以1010亿计的电子就亿计的电子就将从这条加速管中以接近光速冲进将从这条加速管中以接近光速冲进储存环中发生碰撞储存环中发生碰撞 北京正负电子对撞机加速器的北京正负电子对撞机加速器的起点起点 1牛顿第二定律的表达式？2动能定理的表达式？3平抛运动的相关知识点。4电场力做功的计算公式？复习提问：3 3、某些带电体是否考虑重力，要根据题目暗示或运、某些带电体是否考虑重力，要根据题目暗示或运动状态来判定动状态来判定电场中的带电粒子一

2、般可分为两类：电场中的带电粒子一般可分为两类：1 1、带电的基本粒子：如电子，质子，、带电的基本粒子：如电子，质子，粒子，正负粒子，正负离子等。这些粒子所受重力和电场力相比小得多，离子等。这些粒子所受重力和电场力相比小得多，除非有说明或明确的暗示以外，一般都不考虑重力。除非有说明或明确的暗示以外，一般都不考虑重力。（但并不能忽略质量）。（但并不能忽略质量）。2 2、带电微粒：如带电小球、液滴、尘埃等。除非有、带电微粒：如带电小球、液滴、尘埃等。除非有说明或明确的暗示以外，一般都考虑重力。说明或明确的暗示以外，一般都考虑重力。一、带电粒子的平衡：一、带电粒子的平衡：若带电粒子在电场中所受合力为零

3、时，即若带电粒子在电场中所受合力为零时，即FF0 0时，时，粒粒子将保子将保持静止状态或匀速直线运动状态。持静止状态或匀速直线运动状态。例例 ：带电粒子在电场中处于静止状态，该粒子带正电还是负电：带电粒子在电场中处于静止状态，该粒子带正电还是负电?分析：分析：带电粒子处于静止状态，带电粒子处于静止状态，F=0F=0，EqEq=mgmg，因为所受重力竖直向下，所，因为所受重力竖直向下，所以所受电场力必为竖直向上。又因为场强方向竖直向下，以所受电场力必为竖直向上。又因为场强方向竖直向下，所以（图一）带电粒子所以（图一）带电粒子带负电，（图二）带电粒子带正电。带负电，（图二）带电粒子带正电。EqEq

4、mgmgEqEqmgmg(图一图一 ）（图二图二）二、带电粒子在电场中的加速二、带电粒子在电场中的加速A AB BU UE E+F Fv 如图三所示，如图三所示，在真空中有一对平行金属板，由于接上电池组而带在真空中有一对平行金属板，由于接上电池组而带电，两板间的电势差为电，两板间的电势差为U U。若一个质量为。若一个质量为m m，带正电荷，带正电荷q q的粒子，在静的粒子，在静电力作用下由正极板向负极板运动，计算它到达负极板时的速度。电力作用下由正极板向负极板运动，计算它到达负极板时的速度。1 1、受力分析、受力分析:水平向右的电场力水平向右的电场力 F FEq=qU/dEq=qU/d2 2、

5、运动分析、运动分析:初速度为零，加速度初速度为零，加速度为为a=qU/mda=qU/md的向右的向右匀匀加速直线运动加速直线运动。解法一运用运动学解法一运用运动学知识求解知识求解mqUdmdqUadv2222mqUv2解法二运用能量解法二运用能量知识求解知识求解mqUvmvqU2212粒子加速后的速度只粒子加速后的速度只与加速电压有关与加速电压有关思考题思考题 如两极板间不是匀强电场该如两极板间不是匀强电场该用何种方法求解？为什么？用何种方法求解？为什么？由于电场力做功与场强是由于电场力做功与场强是否匀强无关，与运动路径也否匀强无关，与运动路径也无关，第二种方法仍适用！无关，第二种方法仍适用！

6、总结：带电粒子在匀强电场中总结：带电粒子在匀强电场中受力情况：受力情况：受到恒定的电场力受到恒定的电场力运动情况：运动情况：做匀变速运动做匀变速运动解题方法：解题方法：1、动力学方法、动力学方法2、功能法、功能法 例题例题1：实验表明，炽热的金属丝可以发射电子。：实验表明，炽热的金属丝可以发射电子。在炽热金属丝和金属板间加以电压在炽热金属丝和金属板间加以电压U=2500V，从，从炽热金属丝发射出的电子在真空中被加速后，从炽热金属丝发射出的电子在真空中被加速后，从金属板的小孔穿出。电子射出后的速度有多大？金属板的小孔穿出。电子射出后的速度有多大？设电子刚从金属丝射出时的速度为零。设电子刚从金属丝

7、射出时的速度为零。解：解：由动能定理可得meUvmvU221e2代入数据得：代入数据得：v=3sm/107若初速度不为零到达负板时的速度有多大？若初速度不为零到达负板时的速度有多大？结论：结论：由于电场力做功与场强是否由于电场力做功与场强是否匀强无关，与运动路径也无关，所匀强无关，与运动路径也无关，所以在处理电场对带电粒子的以在处理电场对带电粒子的加速加速问问题时，一般都是利用题时，一般都是利用动能定理动能定理进行进行处理。处理。练习练习1：如图所示，在：如图所示，在P板附近有一电子由静止板附近有一电子由静止开始向开始向Q板运动，则关于电子在两板间的运动情况，板运动，则关于电子在两板间的运动情

8、况，下列叙述正确的是：下列叙述正确的是：()A.两板间距越大，加速的时间越长两板间距越大，加速的时间越长B.两板间距离越小，加速度就越大，两板间距离越小，加速度就越大，则电子到达则电子到达Q板时的速度就越大板时的速度就越大C.电子到达电子到达Q板时的速度与板间距板时的速度与板间距离无关，仅与加速电压有关离无关，仅与加速电压有关D.电子的加速度和末速度都与板间电子的加速度和末速度都与板间距离无关距离无关AC 练习：如图练习：如图 从从F F处释放一个无初速度电子向处释放一个无初速度电子向B B板方板方向运动向运动,指出下列对电子运动描述中指出下列对电子运动描述中,正确的是正确的是(设电源设电源电

9、动势均为电动势均为U)(U)()FADCBA.A.电子到达电子到达B B板时的动能是板时的动能是UeUeB.B.电子从电子从B B板到达板到达C C板时动能的变板时动能的变化量为零化量为零 C.C.电子到达电子到达D D板时动能为板时动能为Ue Ue .电子在板与板间作往返运动电子在板与板间作往返运动 练习练习3：如图所示，水平放置的：如图所示，水平放置的A、B两平行板两平行板相距相距h，上板，上板A带正电。现有质量为带正电。现有质量为m，带电量为，带电量为+q的小球在的小球在B板下方距离为板下方距离为H处，以初速度处，以初速度V0竖直向上竖直向上从从B板小孔进入板间电场，欲使小球刚好打到板小

10、孔进入板间电场，欲使小球刚好打到A板，板，A、B间电势差间电势差UAB应为多少？应为多少？hABV0H解：将动能定理用于运动全过解：将动能定理用于运动全过程，由程，由W=Ek得得-mg(H+h)-qUAB=0-mV2012整理可得整理可得UAB=mV2-2g(H+h)2q ld+-+Uv0q、m三三.带电粒子在电场中的偏转带电粒子在电场中的偏转如图所示，在真空中水平放置一对金属板如图所示，在真空中水平放置一对金属板Y和和Y，板间距离为，板间距离为d。在。在两板间加以电压两板间加以电压U，一电荷量为，一电荷量为q质量为质量为m的带电粒子从极板中央以的带电粒子从极板中央以水平速度水平速度v0射入电

11、场。试分析带电粒子在电场中的运动情况。射入电场。试分析带电粒子在电场中的运动情况。(不计粒子的重力不计粒子的重力)实验录像：用阴极射线管演示带电粒子在电场中的偏转实验录像：用阴极射线管演示带电粒子在电场中的偏转1.1.受力分析：粒子受到竖直向下受力分析：粒子受到竖直向下的静电力的静电力F FEqEq=qU/dqU/d。2 2.运动规律分析运动规律分析:粒子作粒子作类平抛类平抛 运动运动。x x方向：方向：匀速直线运动匀速直线运动Lxv atvytv00v0vLmdqU y y v v0 0vy F Fv v+-v v0 0Y dUY Y q L L类平抛运动mFa mdqUa Y方向：加速度为

12、方向：加速度为 的的匀加速直线运动匀加速直线运动。mdqU221aty ld+-+Uv0q、mF+vv0vyy偏转角偏转角侧移距离侧移距离试根据类平抛运动的知识，推导偏移距离试根据类平抛运动的知识，推导偏移距离 y和偏转角和偏转角3 3、飞行时间飞行时间：0vlt 221aty dmvqUl20224 4、侧移距离侧移距离：与粒子比荷与粒子比荷q/m成正比成正比与粒子初速度与粒子初速度v0平方成反比平方成反比与电场的属性与电场的属性U、l、d有关有关5 5、偏偏转角：转角：0tanvvydmvqUl20与粒子比荷与粒子比荷q/m成正比成正比与粒子初速度与粒子初速度v0平方成反比平方成反比与电场

13、的属性与电场的属性U、l、d有关有关6.带电粒子离开电场时速度大小带电粒子离开电场时速度大小方法方法:根据动能定理求解根据动能定理求解法法:根据速度合成求解根据速度合成求解x0y0v=vqUlv=at=mdv2222xyxyV=v+vV=v+v22*22*0 01111mV-mV=qUmV-mV=qU2222粒子好象是从入射线中点直接射出来的粒子好象是从入射线中点直接射出来的 dmvqUly2022dmvqUl20tantanyx dmvqUldmvqUl2020222lxxlyly22tanlytantan2tan vovv解：电解：电子子以以vo在电场中做类平抛运动在电场中做类平抛运动沿平

14、行于版面沿平行于版面方向匀速运动所以有：方向匀速运动所以有：L=vot 电子射出电场时，电子射出电场时，在垂直于板面在垂直于板面方向偏移的距离为：方向偏移的距离为：y=at2/2 粒子在垂直于板面粒子在垂直于板面方向的加速度：方向的加速度：a=F/m=eE/m=eU/md 由得：由得：代入数据得：代入数据得：y=0.36m即电子射出时沿垂直于板面方向偏离即电子射出时沿垂直于板面方向偏离0.36m电子射出电场时沿板面电子射出电场时沿板面方向的速度不变仍为方向的速度不变仍为vo，而垂直于，而垂直于板面板面方向的速度：方向的速度：故电子离开电场时的偏转故电子离开电场时的偏转角为：角为：代入数据得：代

15、入数据得：=6.8 BCD析与解析与解dmvqUly2022bcyy 而bcvv000vlt 又bayy ball 而bavv00qEyWEkkckbkaEEEbctt 221aty 又batt+-v vv v0 0v vy y+_U1U2v v0 0 L L-qm三、三、加速和偏转一体加速和偏转一体y如图，质量为如图，质量为m，带负电，带负电q的粒子，在静电力作用下，的粒子，在静电力作用下，由静止开始，经过加速电压由静止开始，经过加速电压U1加速后进入偏转电加速后进入偏转电场场U2，试求：，试求：（1）偏移的距离）偏移的距离y？（？（2）偏移的角度）偏移的角度？mqUv10212220224

16、2dULUvLmdqUy12202tandULUmdvLqU侧移、偏转角大小侧移、偏转角大小与粒子与粒子q q，m m 无关，无关，随加速电压的增大随加速电压的增大而减小，随偏转电而减小，随偏转电压的增大而增大。压的增大而增大。例例3 3、让一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子的混合、让一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子的混合物经过同一加速电场由静止开始加速，然后在同一偏转物经过同一加速电场由静止开始加速，然后在同一偏转电场里偏转，在通过加速电场时获得的动能是否相同？电场里偏转，在通过加速电场时获得的动能是否相同？通过偏转电场时，它们是否会分为三股？请说明理由。通过偏转电场时，它们是否会分为三股

17、？请说明理由。答案：答案：通过加速电场时获得的动能通过加速电场时获得的动能E Ek k=qUqU,加速电压相加速电压相同，二价氦离子电荷量最大，所以二价氦离子获得动同，二价氦离子电荷量最大，所以二价氦离子获得动能最大。能最大。粒子的偏转量和偏转角由加速电场和偏转电场决定，粒子的偏转量和偏转角由加速电场和偏转电场决定，所以三种粒子不可能分开为三股。所以三种粒子不可能分开为三股。122202242dULUvLmdqUy12202tandULUmdvLqU练习练习5 5、如图所示，有一电子、如图所示，有一电子(电量为电量为e e、质、质量为量为m)m)经电压经电压U U0 0加速后，沿平行金属板加速

18、后，沿平行金属板A A、B B中心线进入两板，中心线进入两板，A A、B B板间距为板间距为d d、长度、长度为为L L，A A、B B板间电压为板间电压为U U，屏，屏CDCD足够大，足够大，距离距离A A、B B板右边缘板右边缘2L2L，ABAB板的中心线过屏板的中心线过屏CDCD的中心且与屏的中心且与屏CDCD垂直。试求电子束打在垂直。试求电子束打在屏上的位置到屏中心间的距离。屏上的位置到屏中心间的距离。析与解析与解电子离开电场，就好象从中点沿直线离开的：电子离开电场，就好象从中点沿直线离开的：tan)22(llydUUl0245 y对加速过程由动能定理：对加速过程由动能定理：20021

19、mveU 0202eUmvdUUl02tan五五、示波器的原理、示波器的原理1.示波器作用：是一种用来观察电信号随时间变化的电子仪器。2.它的核心部件是示波管：由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，管内抽成真空。产生产生高速高速飞飞行的行的电子束电子束待显示待显示的的电压信号电压信号锯齿形锯齿形扫扫描电压描电压使电子沿使电子沿Y Y方向方向偏移偏移使电子沿使电子沿x x方向方向偏移偏移3、示波管的原理、示波管的原理已知：已知：U1、l、YY?偏转电极的电压偏转电极的电压U2、板间距、板间距d、板端到荧光屏的距离板端到荧光屏的距离L。求：电子射出偏转电场时的偏向角正切值求：电子射出偏转电场时的偏向角正

20、切值tan及打及打到屏上电子的偏移量到屏上电子的偏移量y?。122tandUlU Lly 2tan LlydUlU 2212yyUKULldUly 21)2(2偏移量与偏移量与YY?偏偏转电极的电压转电极的电压Uy成正比。同理成正比。同理3.原理原理xxUKx 1 1）、如果在电极）、如果在电极XXXX之间不加电压，而在之间不加电压，而在YYYY之间加之间加不变电压不变电压，使，使Y Y的电势比的电势比YY高，高，电子将打在荧光屏的什么位置？电子将打在荧光屏的什么位置？电子沿电子沿Y Y方方向向向上向上偏移偏移4、示波器的工作情况、示波器的工作情况yyUKy 2 2）、如果在电极）、如果在电极

21、XXXX之间不加电压，而在之间不加电压，而在YYYY之间加之间加不变电压不变电压，使，使YY的电势比的电势比Y Y高，高，电子将打在荧光屏的什么位置？电子将打在荧光屏的什么位置？电子沿电子沿Y Y方方向向向下向下偏移偏移yyUKy 3 3）、）、如果在电极如果在电极 YY之间不加电压，但在之间不加电压，但在XX之间加之间加不变电压不变电压，使，使X的电势比的电势比X高，电高，电子将打在荧光屏的什么位置？子将打在荧光屏的什么位置？电子沿电子沿X X方方向向向里向里偏移偏移xxUKx 4 4）、）、如果在电极如果在电极 YY之间不加电压，但在之间不加电压，但在XX之间加之间加不变电压不变电压，使，

22、使X的电势比的电势比X高，电高，电子将打在荧光屏的什么位置？子将打在荧光屏的什么位置？电子沿电子沿X X方方向向向外向外偏移偏移xxUKx UXt扫描电压扫描电压若在若在上上所加的电压为特定的周期性变化电压则亮斑在水平方所加的电压为特定的周期性变化电压则亮斑在水平方向来回运动扫描，如果扫描电压变化很快，亮斑看起来为一条向来回运动扫描，如果扫描电压变化很快，亮斑看起来为一条水平的亮线水平的亮线示波器图象示波器图象YYXXxxxK U5 5）、如果在电极）、如果在电极XXXX之间不加电压，但在之间不加电压，但在YYYY之间加如图所示的之间加如图所示的交变电压交变电压，在荧光屏，在荧光屏上会看到什么

23、图形？上会看到什么图形？0tt0tt1 1电子沿电子沿Y Y方向方向向上向上偏移偏移yyUKy 6 6）、如果在电极）、如果在电极XXXX之间不加电压，但在之间不加电压，但在YYYY之间加如图所示的之间加如图所示的交变电压交变电压，在荧光屏，在荧光屏上会看到什么图形？上会看到什么图形？t t1 1tttt2 2电子沿电子沿Y Y方向方向向下向下偏移偏移yyUKy 如果在XX 之间不加电压,而在YY之间所加的电压按图所示的规律随时间变化，在荧光屏会看到什么图形？YYX y随信号电压同步变化，但由于视觉暂留和荧光物质的残光随信号电压同步变化，但由于视觉暂留和荧光物质的残光特性，只能看到一条特性，只

24、能看到一条竖直的亮线竖直的亮线X示波器图象示波器图象yyUKy 7 7）、如果在）、如果在YYYY之间加如图所示的之间加如图所示的交变电交变电压压，同时在，同时在XXXX之间加之间加不变电压不变电压，使，使X X的电的电势比势比XX高高，在荧光屏上会看到什么图形？在荧光屏上会看到什么图形？0tt0tt1 1电子沿电子沿Y Y方向方向向上向上偏，沿偏，沿X X方向方向向里向里偏偏yyUKy xxUKx 8 8）、如果在）、如果在YYYY之间加如图所示的之间加如图所示的交变电交变电压压，同时在，同时在XXXX之间加之间加不变电压不变电压，使，使X X的电的电势比势比XX高，在荧光屏上会看到什么图形

25、？高，在荧光屏上会看到什么图形？t t1 1tttt2 2电子沿电子沿Y Y方向方向向下向下偏，沿偏，沿X X方向方向向里向里偏偏xxUKx yyUKy 9 9）、如果在）、如果在YYYY之间加如图所示的之间加如图所示的交变电交变电压压，同时在，同时在XXXX之间加之间加不变电压不变电压，使，使XX的的电势比电势比X X高，在荧光屏上会看到什么图形？高，在荧光屏上会看到什么图形？电子沿电子沿Y Y方向方向向向上向下上向下偏，沿偏，沿X X方向方向向外向外偏偏xxUKx yyUKy 1010）、如果在）、如果在YYYY之间加如图所示的之间加如图所示的交变交变电压电压，同时在，同时在XXXX之间加

26、之间加锯齿形扫描电压锯齿形扫描电压，在荧光屏上会看到什么图形？在荧光屏上会看到什么图形？XYOA B CD E FA B CD E FABOCt1DEFt2xxUKx yyUKy 例例6 如图是示波管的原理图，它是由电子枪、竖直偏转电极YY、水平偏转电极XX和荧光屏组成，电子枪发射的电子打在荧光屏上将出现亮点，若亮点很快移动，由于视觉暂留原因，能在荧光屏上看到一条亮线。（1 1）如果只在偏转电极）如果只在偏转电极YYYY上加上上加上如图如图所示的电压所示的电压U Uy y=U=Ummsinsin t t，在，在荧光屏图荧光屏图上画出所观察到的亮线的上画出所观察到的亮线的形状（设形状（设T T很

27、小）很小）（2 2）如果只在偏转电极）如果只在偏转电极XXXX上加上上加上图图所示电压，试在图所示电压，试在图上画出所观上画出所观察到的亮线的形状。察到的亮线的形状。（3 3）如果在）如果在YYYY和和XXXX上同时加上上同时加上上述电压，试在图上述电压，试在图上画出所观察到上画出所观察到的亮线的形状。的亮线的形状。例7、一束电子流在经U5000V的加速电压加速后，在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场，如图所示，若两板间距d1.0cm，板长l5.0cm，那么，要使电子能从平行板间飞出，两个极板上最多能加多大电压？答案：400V 解析：在加速电压一定时，偏转电压U越大，电子在极板间的偏距就

28、越大当偏转电压大到使电子刚好擦着极板的边缘飞出，此时的偏转电压，即为题目要求的最大电压 加速过程，由动能定理得：进入偏转电场，电子在平行于板面的方向上做匀速运动 lv0t 在垂直于板面的方向做匀加速直线运动，加速度 4.0102V 即，要使电子能飞出，所加电压最大为400V.点评：此题是典型的带电粒子的加速和偏转的综合应用题解决此类问题要注意加速与偏转的前后联系，使关系式简化注意恰好飞出的临界条件.五、课堂小结：五、课堂小结：一、带电粒子的一、带电粒子的平衡平衡二、带电粒子的二、带电粒子的加速加速三、带电粒子的三、带电粒子的偏转偏转四、示波管的四、示波管的原理原理小结小结从动力学和运动学角度分

29、析从动力学和运动学角度分析从做功和能量的角度分析从做功和能量的角度分析类似平抛运动类似平抛运动的分析方法的分析方法粒子在与电场垂直的方向粒子在与电场垂直的方向上做上做匀速直线运动匀速直线运动粒子在与电场平行的方粒子在与电场平行的方向上做向上做初速度为零的匀初速度为零的匀加速运动加速运动侧移距离和偏转角：侧移距离和偏转角：如图所示，如图所示，MM、N N是在真空中竖直放置的两块是在真空中竖直放置的两块平行金属板，质量为平行金属板，质量为mm、电量为、电量为+q+q的质子，以极的质子，以极小的初速度由小孔进入电场，当小的初速度由小孔进入电场，当MM、N N间电压为间电压为U U时，粒子到达时，粒子

30、到达N N板的速度为板的速度为v，如果要使这个带，如果要使这个带电粒子到达电粒子到达N N板的速度为板的速度为2 2v ，则下述方法能满足，则下述方法能满足要求的是（要求的是（）A A、使、使MM、N N间电压增加为间电压增加为2U 2U B B、使、使MM、N N间电压增加为间电压增加为4U 4U C C、使、使MM、N N间电压不变，距离减半间电压不变，距离减半 DD、使、使MM、N N间电压不变，距离加倍间电压不变，距离加倍 MMN NU Ud d+mqUv2v与与电压平方电压平方根根成正比成正比B强化练习强化练习如图所示的电场中有如图所示的电场中有A A、B B两点，两点，A A、B

31、B的电势的电势差差U UABAB100V100V，一个质量为，一个质量为m=m=2.02.01010-12-12kgkg、电量为电量为q=q=-5.0-5.01010-8-8C C的带电粒子，以初速度的带电粒子，以初速度v0=3.03.010103 3m/sm/s由由A A点运动到点运动到B B点，求粒子到达点，求粒子到达B B点时的速率。（不计粒子重力）点时的速率。（不计粒子重力）A A-v0B BABABqUW2022121mvmvWAB202vmqUvABsm/10232022121mvmvqUABq为为负负强化练习强化练习dmvqUl20tan强化练习强化练习tandmvqUl20dm

32、vqUly2022与与电量电量成正比成正比与与电量电量成正比成正比2:12:1强化练习强化练习5 5、如图，电子在电势差为、如图，电子在电势差为U U1 1的加速电场中由静止的加速电场中由静止开始加速，然后射入电势差为开始加速，然后射入电势差为U U2 2的两块平行极板的两块平行极板间的电场中，入射方向跟极板平行。整个装置处在间的电场中，入射方向跟极板平行。整个装置处在真空中，重力可忽略。在满足电子能射出平行板区真空中，重力可忽略。在满足电子能射出平行板区的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角角 变大的是变大的是 A A、U U1 1变大、变

33、大、U U2 2变大变大 B B、U U1 1变小、变小、U U2 2变大变大C C、U U1 1变大、变大、U U2 2变小变小 DD、U U1 1变小、变小、U U2 2变小变小强化练习强化练习20121mvqU 1202qUmvdmvleU202tan析与解析与解对加速过程由动能定理：对加速过程由动能定理：对偏转过程由偏转角正切公式：对偏转过程由偏转角正切公式：dUlU122与粒子的与粒子的电量电量q q、质量质量mm无关无关dUlUy1224ydUlU1224与粒子的与粒子的电量电量q q、质量质量mm无关无关强化练习强化练习7 7、质量为、质量为1 11010-25-25kgkg、电

34、量为、电量为1 11010-16-16C C的的带电粒子以带电粒子以2 210106 6m/sm/s速度从水平放置的平速度从水平放置的平行金属板行金属板A A、B B中央沿水平方向飞入板间，中央沿水平方向飞入板间，如图所示。已知板长如图所示。已知板长L L10cm10cm，间距，间距d d2cm2cm，当，当ABAB间电压在间电压在 范围内时，范围内时，此带电粒子能从板间飞出。此带电粒子能从板间飞出。v0+-强化练习强化练习v0+-2d2/ltanlddmvqUl202220qldmvU V160析与解析与解对偏转过程由偏转角正切公式：对偏转过程由偏转角正切公式：2/2/ld或对偏转过程由侧移

35、公式：或对偏转过程由侧移公式：ydmvqUl20222d2220qldmvU V1608 8、如图所示的示波管，如果在、如图所示的示波管，如果在YYYY之间加如图所之间加如图所示的示的交变电压交变电压，同时在，同时在XXXX之间加如图所示的之间加如图所示的锯锯齿形电压齿形电压，使，使X X的电势比的电势比XX高，在荧光屏上会看高，在荧光屏上会看到什么图形？到什么图形？UxtOt1t2XYO0tt0tt1 1t t1 1tttt2 2xxUKx yyUKy 强化练习强化练习9 9、真空室中电极、真空室中电极K K发出电子（初速不计），经过发出电子（初速不计），经过电压为电压为U U1 1的加速电

36、场后，由小孔的加速电场后，由小孔S S沿水平金属板沿水平金属板A A、B B间的中心线射入板中，板长间的中心线射入板中，板长L L，相距为，相距为d d，在两板，在两板间加上如图乙所示的正弦交变电压，前半个周期内间加上如图乙所示的正弦交变电压，前半个周期内B B板的电势高于板的电势高于A A板的电势，已知电子的质量为板的电势，已知电子的质量为mm，带电量为带电量为e e，不计电子重力，求：，不计电子重力，求：（1 1）电子进入）电子进入ABAB板时的初速度；板时的初速度；（2 2）要使所有的电子都能离开）要使所有的电子都能离开ABAB板，图乙中电压板，图乙中电压的最大值的最大值U U0 0需满

37、足什么条件？需满足什么条件？（3 3）在荧光屏上）在荧光屏上会看到什么图形？会看到什么图形？强化练习强化练习设电子进入设电子进入ABAB板时的初速度为板时的初速度为v0 020121mveU meUv102设电子在偏转电压为设电子在偏转电压为U U0 0时进入时进入ABAB板间板间222020ddmvleUy22102ldUU 析与解析与解hv020)(21vLmdeUh 2022mdveLUh先找到物理量表达式先看常量后看变量先定性判断后定量计算 11、(2009山东实验中学)一个带正电的微粒放在电场中，场强的大小和方向随时间变化的规律如图所示带电微粒只在电场力的作用下，在t0时刻由静止释放

38、则下列说法中正确的是()A微粒在01s内的加速度与12s内的加速度相同 B微粒将沿着一条直线运动 C微粒做往复运动 D微粒在第1s内的位移与第3s内的位移相同 解析：根据题意作出带电粒子在交变电场中的运动的vt图象，如图所示由图可知在01s内与12s内的加速度大小相等方向相反，故A错微粒速度方向一直为正，始终沿一直线运动，B对，C错阴影部分面积为对应的第1s、第3s和第5s内的位移，故D对所以答案为BD.答案：BD 12、在图所示的装置中，、在图所示的装置中，A、B是真空中竖直放置的两是真空中竖直放置的两块平行金属板，它们与调压电路相连，两板间的电压可块平行金属板，它们与调压电路相连，两板间的

39、电压可以根据需要而改变当两板间的电压为以根据需要而改变当两板间的电压为U时，质量为时，质量为m、电量为电量为q的带电粒子，以初速度的带电粒子，以初速度v0从从A板上的中心小孔板上的中心小孔沿垂直两板的虚线射入电场中，在非常接近沿垂直两板的虚线射入电场中，在非常接近B板处沿原板处沿原路返回，在不计重力的情况下，要想使带电粒子进入电路返回，在不计重力的情况下，要想使带电粒子进入电场后在场后在A、B板的中点处返回，可以采用的办法是板的中点处返回，可以采用的办法是()A使带电粒子的初速度变为使带电粒子的初速度变为v0/2 B使使A、B板间的电压增加到板间的电压增加到2U C使初速度使初速度v0和电压和

40、电压U都减小到都减小到原来的一半原来的一半 D使初速度使初速度v0和电压和电压U都增加到都增加到原来的原来的2倍倍 解析：解析：带电粒子进入电场后做匀减速直线运动，加速度带电粒子进入电场后做匀减速直线运动，加速度大小为大小为 ，其中，其中d是是A、B板间的距离板间的距离 带电粒子进入电场中的位移为带电粒子进入电场中的位移为 由此式可见：由此式可见：当当v0变为原来的变为原来的1/2时，位移为原来的时，位移为原来的1/4；当当U变为原来的变为原来的2倍时，位移为原来的倍时，位移为原来的1/2；当当v0与与U同时变为原来的同时变为原来的1/2时，位移为原来的时，位移为原来的1/2；当当v0与与U同

41、时变为原来的同时变为原来的2倍时，位移为原来的倍时，位移为原来的2倍倍 答案：答案：BC 点评：点评：带电粒子在电场中，既可加速运动，带电粒子在电场中，既可加速运动，也可减速运动作减速运动时，电场力做也可减速运动作减速运动时，电场力做负功，是动能转化为电势能的过程负功，是动能转化为电势能的过程 13、一颗质量为m、电量为q的微粒，从两块相距为d、水平放置的平行板中某点由静止释放，落下高度h后，在平行板上加上一定的电势差U，带电微粒经一定时间后速度变为零，若微粒通过的总位移为H，试问两板间的电势差为多少？解析：方法1用牛顿第二定律结合运动学公式，解答过程表示为：从位置1到位置2时(如图)，设速度

42、为v1 从位置2到位置3有：方法2从全过程中所有外力的功与动能变化的关系，用动能定理，解答过程表示为：方法3从全过程中能的转化考虑，解答过程表示为 点评：三种解法分别从：牛顿运动定律；功能关系；能量转化守恒定律，展开对问题的分析解答这样可使学生认识物理规律在解决实际问题中的作用同时，应注意指导学生在解题时，画出能展示题意的示意图 13、如图所示，在距地面一定高度的位置以初速度v0向右水平抛出一个质量为m，电荷量为q的带负电小球，小球的落点与抛出点之间有一段相应的水平距离(水平射程)若在空间加上一竖直方向的匀强电场，使小球的水平射程变为原来的 ，求此电场的大小和方向 答案：方向竖直向上 解析：不

43、加电场时小球在空间运动的时间为t，水平射程为s，sv0t 下落高度h 加电场后小球在空间的运动时间为t，小球运动的加速度为a 设场强方向竖直向上，根据牛顿第二定律：mgqEma 联立解得：E ，方向竖直向上.14、喷墨打印机的结构简图如图所示，其中墨盒可以发出墨汁微滴，其半径约为105m，此微滴经过带电室时被带上负电，带电的多少由计算机按字体笔画高低位置输入信号加以控制，带电后的微滴以一定的初速度进入偏转电场，带电微滴经过偏转电场发生偏转后，打到纸上，显示出字体，无信号输入时，墨汁微滴不带电，径直通过偏转极板而注入回流槽流回墨盒 设偏转极板长1.6cm，两板间的距离为0.50cm，偏转板的右端

44、距纸3.2cm.若一个墨汁微滴的质量为1.61010kg，以20m/s的初速度垂直于电场方向进入偏转电场，两偏转极板间的电压是8.0103V，若墨汁微滴打到纸上某点离原入射方向的距离是2.0mm.求这个墨汁微滴通过带电室带的电荷量是多少？(不计空气阻力和重力，可以认为偏转电场只局限在平行板电容器内部，忽略边缘电场的不均匀性)为了使纸上的字体放大10%，请你分析一个可行的方法 解析：(1)设带电微滴的电荷量为q，进入偏转电场后做类平抛运动，在电场中偏转距离 .离开电场后，由于惯性以出射速度vt做匀速直线运动，vt分解为水平方向的匀速运动(vxv0)与竖直方向的匀速运动 .由、式得 .代入数据得q

45、1.251013C.(2)字体放大10%，由式得：法一：y与U成正比，可以提高偏转板间的电压到8.8103V，实现放大字体10%.法二：成正比，可以增加偏转板与纸的距离L，1.1，使L3.6cm，可实现放大字体10%.15、静电喷漆技术具有效率高、浪费少、质量好、有利于工人健康等优点，其装置如图所示A、B为两块平行金属板，间距d0.40m，两板间有方向B指向A，大小为E1.0103N/C的匀强电场在A板的中央放置一个安全接地的静电油漆喷枪P，油漆喷枪的半圆形喷嘴可向各个方向均匀地喷出带电油漆微粒，油漆微粒的初速度大小均为v02.0m/s，质量m5.01015kg、带电量为q2.01016C.微粒的重力和所受空气阻力均不计，油漆微粒最后都落在金属板B上试求：(1)电场力对每个微粒所做的功(2)微粒打在B板上的动能(3)微粒到达B板所需的最短时间(4)微粒最后落在B板上所形成的图形及面积的大小 答案：(1)WqEd8.01014J.(2)WEktEk0(4)圆形