高三物理一轮复习第七章第5单元带电粒子在电场中的偏转学案(选修3-1).pdf

精品教案可编辑第七章第 5 讲带电粒子在电场中的偏转【教学目标】1、掌握带电粒子在电场中偏转问题的处理方法。2、了解示波器的原理及应用。【教学内容】一、带电粒子在电场中的偏转1、研究情况：带电粒子垂直于电场方向进入匀强电场。2、运动形式：3、处理方法：应用运动的与。沿初速度方向做运动。沿电场方向，做初速度为零的运动。【例 1】如图所示，质子(11H)和 粒子(42He)以相同的初动能垂直射入偏转电场(粒子不计重力)，求这两个粒子射出电场时的侧位移y之比为。【例 2】如图所示，水平放置的平行板电容器，与某一电源相连，它的极板长L0.4 m，两板间距离d 4 103m，有一束由相同带电微粒组成的粒子流，以相同的速度v0从两板中央平行极板射入，开关S闭合前，两板不带电，由于重力作用微粒能落到下板的正中央，已知微粒质量为m 4 10精品教案可编辑5 kg，电量q1 108 C(g10 m/s2)求：(1)微粒入射 速度v0为多少？(2)为使微粒能从平行板电容器的右边射出电场，电容器的上板应与电源的正极还是负极相连？所加的电压U应取什么范围？二、示波管【例3】如图所示，示波器是一种多功能电学仪器，它是由加速电场和偏转电场组成乙图为示波器中加速与偏转电场的等效模拟以y轴为界，左侧为沿x轴正向的匀强电场，场强为E。右侧为沿y轴负方向的匀强电场已知OAAB，OAAB，且OB间的电势差为U0.若在x轴的C点无初速地释放一个电荷量为q、质量为m的正离子(不计重力)，结果正离子刚好通过B点求：(1)CO间的距离d；(2)粒子通过B点的速度大小【规律总结】带电粒子在电场中运动问题的两种求解思路：1运动学与动力学观点(1)运动学观点是指用匀变速运动的公式来解决实际问题，一般有两种情况：带电粒子初速度方向与电场线共线，则粒子做运动；带电粒子的初速度方向垂直电场线，则粒子做运动(类平抛运动)。(2)当带电粒子在电场中做匀变速曲线运动时，一般要采取类似运动的解决方法。2功能观点：先对带电体受力分析，再分析运动形式，然后根据具体情况选用公式计算。(1)若选用动能定理，则要分清有多少个力做功，是恒力做功还是变力做功，同时要明确初、末状态及运动过程中的动能的增量。精品教案可编辑(2)若选用能量守恒定律，则要分清带电体在运动中共有多少种能量参与转化，哪些能量是增加的，哪些能量是减少的。精品教案可编辑【课后训练】1、如图所示，有一带电粒子贴着A板沿水平方向射入匀强电场，当偏转电压为U1时，带电粒子沿轨迹从两板正中间飞出；当偏转电压为U2时，带电粒子沿轨迹落到B板中间；设粒子两次射入电场的水平速度相同，则两次偏转电压之比为()AU1U218 BU1U214 CU1U212 DU1U2112、如图所示，处于真空中的匀强电场与水平方向成15 角，AB直线与匀强电场E互相垂直在A点以大小为v0的初速度水平抛出一质量为m，带电量为q的小球，经时间t，小球下落一段距离过C点(图中未画出)时速度仍为v0，在小球由A点运动到C点的过程中，下列说法中不正确的是()A电场力对小球做功为零B小球的电势能增加C小球的机械能减少量为12mg2t2DC可能位于AB直线的左侧3、如图所示，M、N是竖直放置的两平行金属板，分别带等量异种电荷，两极间产生一个水平向右的匀强电场，场强为E，一质量为m、电量为q的微粒，以初速度v0竖直向上从两极正中间的A点射入匀强电场中，微粒垂直打到N极上的C点，已知ABBC.不计空气阻力，则可知()A微粒在电场中作抛物线运动B微粒打到C点时的速率与射入电场时的速率相等CMN板间的电势差为2mv20/qDMN板间的电势差为Ev20/2g4、如图所示，一电子枪发射出的电子(初速度很小，可视为零)进入加速电场加速后，垂直射入偏转电场，射出后偏转位移为Y，要使偏转位移增大，下列哪些措施是可行的(不考虑电子射出时碰到偏转电极板的情况)()A增大偏转电压UB增大加速电压U0精品教案可编辑C增大偏转极板间距离D将发射电子改成发射负离子5、如图所示，在竖直放置的光滑半圆弧形细管的圆心处放一点电荷，将质量为m、带电荷量为q的小球从圆弧管水平直径的端点A由静止释放，当小球沿细管下滑到最低点C时，对细管的上壁的压力恰好与球重相同，求圆心处的电荷在圆弧管内产生的电场的场强大小以及AC两点的电势差UAC的大小？6、一束电子流经U=5000V的加速电压加速后，在距两极板等距离处垂直进入平行板间的匀强电场，如图所示，若两板间距d=1.0cm，板长L=5.0cm，那么，要使电子能从平行板间飞出，两个极板间最多能加多大的电压？7、如图所示，M、N为两块水平放置的平行金属板，板长为l=5.0cm，两板间的距离d=1.0cm，板间电压U=90V 一个电子以初速度v0=2.0 107m/s，沿两板正中间垂直进入电场，求：U d 精品教案可编辑（1）电子偏离金属板时侧位移是多少？（2）电子飞出电场时的速度是多少？（3）电子离开电场后，打在竖直屏上P 点，若屏离极板右端 10cm，求 OP 的长度