1、一轮复习-高三物理导学案第 1 页（共 4 页）7.3 考点 2 带电粒子在电场中的运动【考点聚焦】1、 （1） 考纲要求：带电粒子在电场中的加速和偏转（2） 考试说明对本部分知识的考查层次：II 理解、综合、应用【重点和难点】：带电粒子在电场中的偏转【教学过程】问题 1.一电荷 q310 10 C，从 A 点由静止释放加速到 B 点（不计重力） ，AB 间电压 U=5v，求 B点速度 v？拓展 1.A 点速度 v01 m/s 呢？拓展 2.A 点速度 v01 m/s 且从 A 到 B 有其它力做功 W 其它 310 6 J 呢？一、 带电粒子在电场中的加速问题1.基本方法是：(1)采用动力学
2、观点：牛顿第二定律和运动学公式(2)用功能观点分析： 2.对带电粒子进行受力分析时应注意的问题：是否考虑重力要依据情况而定基本粒子：如电子、质子、 粒子、离子等除有说明或明确的暗示外，一般 重力(但不能忽略质量) 带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或明确暗示外，一般都 重力 强化： 如图所示，板长 L4 cm 的平行板电容器，板间距离 d3 cm，板与水平线夹角 37，两板所加电压为 U100 V有一带负电液滴，带电荷量为 q310 10 C，以 v01 m/s 的水平速度自 A板边缘水平进入电场，在电场中仍沿水平方向并恰好从 B 板边缘水平飞出 g 取10 m/s2，求：液滴飞出
3、时的速度大小问题 2一带正电粒子 q 以 v0的速度平行极板从一侧射入另一侧射出，极板间电压为 U，粒子做什么运动？（不计重力。 ）若板长为 L，板间距离为 d，求在板间运动时间 t？求离开电场时的侧移量：求离开电场时的偏转角：（处理方法？）一轮复习-高三物理导学案第 2 页（共 4 页）二、带电粒子在电场中的偏转问题1研究情况：带电粒子(不计重力)垂直于电场方向进入匀强电场2.运动形式： 3.处理方法： 沿初速度方向做_运动；沿电场方向做初速度为零的_运动4运动规律：加速度：a=运动时间（能飞出平行板电容器）：t=离开电场时的侧移量：离开电场时的偏转角：拓展：若带电粒子 q 先经加速电场 U
4、0 加速后平行极板射入另一电场，此电场极板间电压为 U，射出时的偏转角度和侧移量又怎样呢？5两个结论(1)不同的带电粒子从静止开始经过同一电场加速后再从同一偏转电场射出时的偏转角度和侧移量总是相同的(2)粒子经电场偏转后，末速度的反向延长线与初速度延长线的交点 O 为粒子水平位移的中点，即 O到电场边缘的距离为 .l2课堂练习：1带电粒子偏转的分析如图所示为某粒子分析器的简化结构金属板P、 Q 相互平行，两板通过直流电源、开关相连，其中 Q 板接地一束带电粒子，从 a 处以一定的初速度平行于金属板 P、Q 射入两板之间的真空区域，经偏转后打在 Q 板上如图所示的位置在其他条件不变的情况下，要使
5、该粒子束能从 Q 板上 b 孔射出( 不计粒子重力和粒子间的相互影响 )，下列操作中可能实现的是( )A保持开关 S 闭合，适当上移 P 极板 B保持开关 S 闭合，适当左移 P 极板C先断开开关 S，再适当上移 P 极板 D先断开开关 S，再适当左移 P 极板2. 带电粒子偏转的分析如图，带电平行板长为 L，极板间距离为 d，一电子（质量为 m,电荷量为 e）从两板中央以 v0垂直电场方向射入，飞出电场时侧位移为 d/4, 不计重力，求：一轮复习-高三物理导学案第 3 页（共 4 页）(1)电子在电场中运动的时间及此时所加的偏转电压；（2）进入电场的初速度和位置都不变，若使电子不能射出电场，
6、偏转电压应满足的条件。（3）进入电场的初速度和位置都不变，若使电子能射出电场，偏转电压应满足的条件。练习:1加速、偏转的综合 (2017杭州模拟)如图所示为示波器工作原理的示意图，已知两平行板间的距离为 d、板长为 l，电子经电压为 U1 的电场加速后从两平行板间的中央处垂直进入偏转电场，设电子质量为 me、电荷量为 e.(1)求经电场加速后电子速度 v 的大小；(2)要使电子离开偏转电场时的偏转角度最大，两平行板间的电压 U2 应是多少？电子动能多大？2如图所示，有三个质量相等，分别带正电、带负电和不带电的小球，从平行板电场的中点以相同的初速度垂直于电场方向进入电场，它们分别落在 A、B、C
7、 三点，可以判断( ) A落在 A 点的小球带正电，落在 B 点的小球不带电B三个小球在电场中运动的时间相等C三个小球到达极板时的动能关系为 EkAEkBEkCD三个小球在电场中运动时的加速度关系为 aAaBaC 3如图所示，质子(H) 和 粒子(He) 以相同的初动能垂直射入偏转电场(粒子不计重力)，则这两个粒子射出电场时的偏转位移 y 之比为( )A11 B12 C21 D144. 如图所示，甲图是用来使带正电的离子加速和偏转的装置乙图为该装置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
8、OB 间的电势差为 U0.若在 x 轴的 C 点无初速度地释放一个电荷量为 q、质量为 m的正离子( 不计重力)，且正离子刚好通过 B 点求：(1)C、O 间的距离 d；(2)粒子通过 B 点的速度大小一轮复习-高三物理导学案第 4 页（共 4 页）5.（2016 年北京理综 23）如图所示,电子由静止开始经加速电场加速后,沿平行于板面的方向射入偏转电场,并从另一侧射出。已知电子质量为 m,电荷量为 e,加速电场电压为 U0。偏转电场可看做匀强电场,极板间电压为 U,极板长度为 L,板间距为 d。(1)忽略电子所受重力,求电子射入偏转电场时的初速度 v0 和从电场射出时沿垂直板面方向的偏转距离
9、 y;(2)分析物理量的数量级,是解决物理问题的常用方法。在解决 (1)问时忽略了电子所受重力,请利用下列数据分析说明其原因。已知 U=2.0102 V,d=4.010-2m,m=9.110-31 kg,e=1.610-19 C,g=10 m/s2。(3)极板间既有静电场也有重力场。电势反映了静电场各点的能的性质,请写出电势 的定义式。类比电势的定义方法,在重力场中建立“重力势” G的概念,并简要说明电势和“重力势”的共同特点。6.如图所示，两平行金属板 A、B 长 L8 cm，两板间距离 d8 cm，A 板比 B 板电势高 300 V一带正电的粒子电荷量 q10 10 C，质量 m10 20
10、 kg，沿电场中心线 RO 垂直电场线飞入电场，初速度v0210 6 m/s，粒子飞出平行板电场后经过界面 MN、 PS 间的无电场区域后，进入固定在 O 点的点电荷Q 形成的电场区域，(设界面 PS 右边点电荷的电场分布不受界面的影响)已知两界面 MN、PS 相距为 12 cm， D 是中心线 RO 与界面 PS 的交点，O 点在中心线上，距离界面 PS 为 9 cm，粒子穿过界面 PS 最后垂直打在放置于中心线上的荧光屏 bc 上(静电力常量 k 9.0109 Nm2/C2)(1)求粒子穿过界面 MN 时偏离中心线 RO 的距离多远？到达 PS 界面时离 D 点多远？(2)在图上粗略画出粒子运动的轨迹
