带电粒子在电场中的运动

1 / 5 带电粒子在电场中的运动 本资料为 WoRD 文档，请点击下载地址下载全文下载地址 学习内容带电粒子在电场中的运动 学习目标 1了解示波管的工作原理，体会静电场知识对科学技术的影响。 2会处理较简单的带电粒子在复合场中运动与偏转问题，培养自己独立分析、解决问题的能力。 学习重、难点带电粒子在复合场中的运动与偏转问题 学法指导自主、合作、探究 知识链接 1带电粒子在电场中的加速问题处理方法 2带电粒子垂直电场方向进入电场中运动特点及处理方法。 学习过程用案人自我创新 【自主学习】 一 、示波管的原理 1、构造 示波管是示波器的核心部件，外部是一个抽成真空的玻璃壳，内部主要由（发射电子的灯丝、加速电极组成）、（由一对 X 偏转电极板和一对 y 偏转电极板组成）和组成。 2、原理 (1)扫描电压： XX偏转电极接入的是由仪器自身产生的锯齿型电压。 (2)灯丝被电源加热后，出现电子发射，发射出来的电子经2 / 5 过加速电场加速后，以很大的速度进入偏转电场，如 y 偏转极板上加一个电压，在 X 偏转极板上加一电压，在荧光屏上就会出现按 y 偏转电压规律变化的可视图像。 二、带电粒子能否飞出偏转电场的条件及求解方法 带电粒子能否飞出电场，关健看带电粒子在电场中的侧移量y，如质量为 m、电荷量为 q 的带电粒子沿中线以 v0 垂直射入板长为 l、板间距离为 d 的匀强电场中，要使粒子飞出电场，则应满足： t=时， y，则粒子打在板上，不能飞出电场。 三、带电粒子在电场和重力场的复合场中运动分析方法。 带电粒子在复合场中的运动，是一个综合电场力、电势能的力学问题。研究的方法与质点动力学相同，它同样遵循：运动的合成与分解、力的独立作用原理、牛顿运动定律、动能定理、功能原理等力学规律。研究时主要有以下两种方法 ： 1力和运动的关系分析法。根据带电粒子受到电场力，用牛顿第二定律找出加速度，结合运动学公式确定带电粒子的速度、位移等。这种方法适用于恒力作用下的匀变速运动的情况。分析时具体有以下两种方法： 正交分解法或化曲为直法 “ 等效重力 ” 法。 3功能关系分析法（使用动能定理、能量守恒定律解题） 【例题与习题】 3 / 5 1一束电子流在经 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=，板长 f=5 0cm，那么要使电子能从平行板飞出，两个极板上最大能加多大 电压 ? （ 1）要使电子束不打在偏转电极的极板上，加在竖直偏转电极上的最大偏转电压 U 不能超过多大？ （ 2）若在偏转电极上加 U=40sin100tV 的交变电压，在荧光屏的竖直坐标轴上能观测到多长的线段？ 3（ XX 全国）一平行板电容器的两个极板水平放置，两极板间有一带电荷量不变的小油滴，油滴在极板间运动时所受的阻力的大小与其速率成正比。若两极板间的电压为零，经一段时间后，油滴以速率 v 匀速下降；若两极板间的电压为 U 时，经一段时间后，油滴以速率 v 匀速上升；若两极板间电压为 -U，油滴做匀速运动时速度的大小、方向是（） A 2v向下 B 2v向上 c 3v向下 D 3v向上 达标检测 1如图所示是一个说明示波管工作原理的示意图，电子经电压 U1 加速后垂直进入偏转电场，离开电场时的偏转量是 h，两平行板间的距离为 d，电势差为 U2，板长为 L4 / 5 为了提高示波管的灵敏度 (每单位电压引起的偏转量 h/U2)，可采用的方法是 () A增大两板间的电势差以 B尽可能使板长短些 c尽可能使板间距离 d 小一些 D使加速电压以升高一些 2 如图所示，用细线拴 着一带负电的小球在方向竖直向下的匀强电场中，在竖直平面内做圆周运动，且电场力大于重力，则下列说法正确的是 () A当小球运动到最高点 A 时，细线张力一定最大 B当小球运动到最低点 B 时，细线张力一定最大 c当小球运动到最低点 B 时，小球的线速度一定最大 D当小球运动到最低点 B 时，小球的电势能一定最大 3.如图所示， A、 B 是一对平行的金属板，在两板间加上一周期为 T 的交变电压 u， A 板的电势 A=0 ， B 板的电势 B随时间的变化规律如图所示。现有一电子从 A 板上的小孔进入两板间的电场区内，设电子的初速度和重 力的影响可忽略则 () A若电子是在 t=o 时刻进入的，它将一直向 B 板运动 B.若电子是在 t=1/8T 时刻进入的，它可能时而向 B 板运动，时而向 A 板运动，最后打在 B 板上 5 / 5 c.若电子是在 3/8T 时刻进入的，它可能时而向 B 板运动，时而向 A 板运动，最后打在 B 板上 D若电子是在 t=1/2时刻进入的，它可能时而向 B 板运动，时而向 A 板运动 4如图所示，平行板电容器两极板间有场强为 E 的匀强电场，且带正电的极板接地，一质量为