物理选修3-1带电粒子在电场中的运动(上).ppt

一. 带电粒子的加速 二. 带电粒子的偏转 对偏移公式的讨论 高考和模考题选 2006年上海卷1A1B 04年秋无锡市期末考试4. 05年苏锡常镇教学情况调查(一) 6 2004年海南理综卷35 06年南通一中训练卷8 2006年北京卷23,带电粒子在电场中的运动(上),带 电 粒 子 在电场中的运动(上),如图所示，在真空中有一对平行金属板，两板间加以电压U两板间有一个带正电荷量为q的带电粒子，它在电场力的作用下，由静止开始从正极板向负极板运动，到达负极板时的速度有多大？,带电粒子在电场力的作用下，电场力所的功 W=qU，设带电粒子到达负极板时的速度为v,由动能定理 1/2 mv2=qU,上式是从匀强电场的情况得出的， 但是同样适用非匀强电场的情况,一.带电粒子的加速,二.带电粒子的偏转,如图所示，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.,带电粒子在初速度方向做匀速运动 L=v0t t=L/ v0,带电粒子在电场力方向做匀加速运动,带电粒子通过电场的侧移,偏向角,对偏移公式的讨论,对于不同的带电粒子 （1）若以相同的速度射入，则yq/m,（2）若以相同的动能射入，则yq,（3）若以相同的动量射入，则yqm,（4）若经相同电压U0加速后射入，则,y与 q m无关,随加速电压的增大而减小，随偏转电压的增大而增大。,说明穿出时刻的末速度的反向延长线与初速度延长线交点恰好在水平位移的中点。 这一点和平抛运动的结论相同。,2006年上海卷1A1B,1A 如图所示，一束粒子自下而上进人一水平方向的匀强电场后发生偏转，则电场方向向 ，进入电场后，粒子的动能 （填“增加”、“减少”或“不变”）,左,增加,1B. 如图所示,一束粒子自下而上进人一垂直纸面的匀强磁场后发生偏转,则磁场方向向 ,进入磁场后，粒子的动能 （填“增加”、“减少”或“不变”）,垂直纸面向里,不变,4.一束一价正离子流垂直于电场方向进入匀强电场，若它们飞出电场的偏向角相同（如图），则可断定它们进入电场时：( ) A一定具有相同的质量 B一定具有相同的速度 C一定具有相同的动能 D一定具有相同的动量,04年秋无锡市期末考试4.,C,05年苏锡常镇教学情况调查(一) 6,6. 如图所示是示波管工作原理的示意图，电子经电压U2加速后以速度v0垂直进入偏转电场，离开电场时的偏转量为h 两平行板间的距离为d，电势差为U2，板长为L为了提高示波管的灵敏度(即每单位电压引起的偏转量h/U2)，可采取的方法是 ( ) A增大两板间电势差U 2 B减小板长L C减小两板间距离d D增大加速电压U 1,C,2004年海南理综卷35,图为示波管中偏转电极的示意图, 相距为d长度为l 的平行板A、B加上电压后，可在A、B之间的空间中（设为真空）产生电场（设为匀强电场）。在AB左端距A、B等距离处的O点,有一电量为+q、质量为m的粒子以初速沿水平方向(与A、B板平行）射入（如图）。不计重力，要使此粒子能从C处射出，则A、B间的电压应为 （ ）,A,06年南通一中训练卷8,8. 让质子、氘核、氚核和粒子的混合物由静止经过同一加速电场加速，然后垂直射人同一匀强电场中发生偏转射出偏转电场后，粒子束的条数为(不计重力) ( ) A1条 B2条 C3条 D4条,解：粒子加速过程有qU=1/2 mv2,通过偏转电场E，有：,侧移偏向角满足,不同带电粒子(电性相同) 的侧移和偏向角均与粒子的参量m、q无关。,A,2006年北京卷23,23.(18分)如图1所示，真空中相距d=5cm的两块平行金属板A、B与电源连接(图中未画出)，其中B板接地（电势为零）,A板电势变化的规律如图2所示.将一个质量m=2.010-27 kg,电量q=+1.610-19 C的带电粒子从紧临B板处释放，不计重力.求： (1)在t=0时刻释放该带电粒子，释放瞬间粒子加速度的大小; (2)若A板电势变化周期T=1.010-5 s,在t=0时将带电粒子从紧临B板处无初速释放,粒子到达A板时动量的大小; (3)A板电势变化频率多大时， 在t=T/4到t=T/2时间内从紧临 B板处无初速释放该带电粒子， 粒子不能到达A板.,解: (1)电场强度,E=U/d=50V/m,带电粒子所受的电场力,F=qE=810-18N,F=ma,a=F/m=4.0 109 m/s2,(2) 粒子在0T/2时间内通过的距离为,S=1/2a( T/2)2 =0.05m=d,带电粒子在t=T/2时恰好到达A板,根据动量定理，此时粒子的动量,p=Ft=FT/2= 4.010-23kg m/s,题目,下页,(3) 带电粒子在t=T/4t=T/2向A板做匀加速运动，在t=T/2t=3T/4向A板做匀