一轮复习带电粒子在电场中的曲线运动导学案高中教育高中教育.pdf

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1、学习必备 欢迎下载 第 13 页 Y vY-y L 2019 届高三物理一轮复习导学案【课题】带电粒子在电场中的偏转【目标】1掌握带电粒子在电场中偏转的有关规律；2了解示波管的原理及其应用。【导入】二、带电粒子在电场中的偏转 如图，在真空中水平放置一对金属板 Y和 Y，板间距离为 d 在两板间加以电压 U，两板间的匀强电场的场强为 E=U/d现有一电荷量为-q 的带电粒子以水平速度 v0 射入电场中。1 带电粒子在初速度方向做_运动；L=_ 2带电粒子在电场力方向做_运动；a=_ 3带电粒子通过电场的侧移 y=_ 4偏向角 tan=_ 【导研】例 1（赣榆一中 2019 届高三检测）如图是一个

2、示波管工作的原理图，电子经加速电场（加速电压为 U1）加速后垂直进入偏转电场，离开偏转电场时偏转量是 h，两平行板间的距离为 d，电压为U2，板长为 L，每单位电压引起的偏移 h/U2，叫做示波管的灵敏度，为了提高灵敏度，可采用下列哪些方（）A增大 U2 B减小 L C减小 d D减小 U1 导疑：1 什么叫做示波管的灵敏度？2示波管的灵敏度跟哪些因素有关？导评：_ _。例 2 如图所示，在空间中取直角坐标系 Oxy，在第一象限内平行于 y 轴的虚线 MN与 y 轴距离为 d，从 y 轴到 MN之间的区域充满一个沿 y 轴正方向的匀强电场，场强大小为 E。初速度可以忽略的电子经过另一个电势差为

3、 U的电场加速后，从 y 轴上的 A点以平行于 x 轴的方向射入第一象限区域，A点坐标为（0，h）。已知电子的电量为 e，质量为 m，加速电场的电势差 UEd24h，电子的重力忽略不计，求：0 vvt vy 学习必备 欢迎下载 第 14 页（1）电子从 A点进入电场到离开该电场区域所经历的时间 t 和离开电场区域时的速度 v；（2）电子经过 x 轴时离坐标原点 O的距离 l。导疑：1 电子在何处离开电场？有几种可能性？如何判断？2如何确定电子经过 x 轴时离坐标原点 O的距离？导评：_ _。例 3 如图甲所示，场强大小为 E、方向竖直向上的匀强电场内存在着一半径为 R的圆形区域，O点为该圆形区

4、域的圆心，A点是圆形区域的最低点，B点是最右侧的点。在 A点有放射源释放出初速度大小不同、方向均垂直于场强向右的正电荷，电荷的质量为 m，电量为 q，不计重力。试求：（1）某电荷的运动轨迹和圆形区域的边缘交于 P点，POA=（如图甲），求该电荷经过 P点时速率。（2）若在圆形区域的边缘有一接 收屏 CBD，C、D 分别为接收屏上最边缘的两点，如图乙，COB=BOD=30。求该屏上接收到的电荷最大动能和最小动能。导疑：1电荷做什么运动？2电荷在何处动能最大，何处动能最小？导评：_ _。【导练】1如图所示，水平放置的平行金属板 A、B 连接一恒定电压，两个质量M N A B A O E C D B

5、 乙 A E B P O 甲 关规律了解示波管的原理及其应用导入二带电粒子在电场中的偏转如图在真空中水平放置一对金属板和板间距离为在两板间加以电压两板间的匀强电场的场强为现有一电荷量为的带电粒子以水平速度射入电场中带电粒子在初速度方波管工作的原理图电子经加速电场加速电压为加速后垂直进入偏转电场离开偏转电场时偏转量是两平行板间的距离为电压为板长为每单位电压起的偏移叫做示波管的灵敏度为了提高灵敏度可采用下列哪些方增大减小减小减小导疑什于轴的虚线与轴距离为从轴到之间的区域充满一个沿轴正方向的匀强电场场强大小为初速度可以忽略的电子经过另一个电势差为的电场加速后从轴上的点以平行于轴的方向射入第一象限区域

6、点坐标为已知电子的电量为质量为加速电学习必备 欢迎下载 第 15 页 相等的电荷 M和 N同时分别从极板 A的边缘和两极板的正中间沿水平方向进入板间电场，两电荷恰好在板间某点相遇。若不考虑电荷的重力和它们之间的相互作用，则下列说法正确的是()A电荷 M的比荷大于电荷N的比荷 B两电荷在电场中运动的加速度相等 C电荷从进入电场到相遇，电场力对电荷 M做的功大于电场力对电荷 N做的功 D 电荷 M进入电场的初速度大小与电荷 N进入电场的初速度大小一定相同 2如图所示，一种 射线管由平行金属板 A、B和平行于金属板的细管 C组成放射源 O在 A极板左端，可以向各个方向发射不同速度、质量为 m的 粒子

7、。若极板长为 L，间距为 d.当 A、B板加上电压 U时，只有某一速度的 粒子能从细管 C水平射出，细管 C离两板等距。已知元电荷为 e，则从放射源 O 发射出的 粒子的这一速度为 ()A2eUm BLd eUm C1d 错误!D错误!错误!3.如图所示，AB是半径为 R的圆上的一条直径，该圆处于匀强电场中，电场强度大小为 E，方向在圆所在平面内，现在圆所在平面内将一个带负电电量为 q 的小球从 A点以相同的动能抛出，当抛出方向不同时，小球会经过圆周上不同的点，在这些所有的点中，到达 C 点的动能最大，已知CAB=30，若不计小球的重力和空气阻力，求：（1）电场方向与 AC间的夹角为多大？（2

8、）若小球在 A点时初速度与电场方向垂直，则小球恰好能落到 C点，则初动能为多大？4 如图所示，倾角为的斜面处于竖直向下的匀强电场中，在斜面上某点以初速度为水平抛出一个质量为 m的带正电小球，小球在电场中受到的电场力与小球所受的重力相等，地球表面重力加速度为 g，设斜面足够长问：（1）小球经多长时间落到斜面?（2）从水平抛出至落到斜面的过程中，小球的电势能如何变化?变化了多少?5如图所示的直角坐标系中，在直线x=2l0 到 y轴区域内存在着两个大小相等、方向相反的有界匀强电场，其中x 轴上方的电场方向沿y 轴负方向，O A C B 关规律了解示波管的原理及其应用导入二带电粒子在电场中的偏转如图在

9、真空中水平放置一对金属板和板间距离为在两板间加以电压两板间的匀强电场的场强为现有一电荷量为的带电粒子以水平速度射入电场中带电粒子在初速度方波管工作的原理图电子经加速电场加速电压为加速后垂直进入偏转电场离开偏转电场时偏转量是两平行板间的距离为电压为板长为每单位电压起的偏移叫做示波管的灵敏度为了提高灵敏度可采用下列哪些方增大减小减小减小导疑什于轴的虚线与轴距离为从轴到之间的区域充满一个沿轴正方向的匀强电场场强大小为初速度可以忽略的电子经过另一个电势差为的电场加速后从轴上的点以平行于轴的方向射入第一象限区域点坐标为已知电子的电量为质量为加速电学习必备 欢迎下载 第 16 页 x 轴下方的电场方向沿

10、y 轴正方向。在电场左边界上 A（2l0，l0）到 C（2l0，0）区域内，连续分布着电荷量为q、质量为 m的粒子。从某时刻起由 A点到 C点间的粒子，依次连续以相同的速度 v0 沿 x 轴正方向射入电场。若从 A点射入的粒子，恰好从 y 轴上的 A（0，l0）沿x 轴正方向射出电场，其轨迹如图。不计粒子的重力及它们间的相互作用。求匀强电场的电场强度 E；求在 AC间还有哪些位置的粒子，通过电场后也能沿 x 轴正方向运动？从 A点射出的粒子，由 A到 A的运动时间为T，根据运动轨迹和对称性可得：x 轴方向 (2分)y 轴方向 (2分)解得：（2 分）设到 C点距离为y 处射出的粒子通过电场后也

11、沿 x 轴正方向，粒子第一次达 x 轴用时t，水平位移为x，则 （1 分）粒子从电场射出时的速度方向也将沿 x 轴正方向，则 （2 分）解之得：（2 分）即 AC间 y 坐标为（n=1，2，3，）（1 分）关规律了解示波管的原理及其应用导入二带电粒子在电场中的偏转如图在真空中水平放置一对金属板和板间距离为在两板间加以电压两板间的匀强电场的场强为现有一电荷量为的带电粒子以水平速度射入电场中带电粒子在初速度方波管工作的原理图电子经加速电场加速电压为加速后垂直进入偏转电场离开偏转电场时偏转量是两平行板间的距离为电压为板长为每单位电压起的偏移叫做示波管的灵敏度为了提高灵敏度可采用下列哪些方增大减小减小减小导疑什于轴的虚线与轴距离为从轴到之间的区域充满一个沿轴正方向的匀强电场场强大小为初速度可以忽略的电子经过另一个电势差为的电场加速后从轴上的点以平行于轴的方向射入第一象限区域点坐标为已知电子的电量为质量为加速电