专题+带电粒子在电场中的运动(下)--讲义.doc

简单学习网课程讲义学科：物理专题：带电粒子在电场中的运动（下）主讲教师：徐建烽 首师大附中物理高级教师主要考点梳理1、知识点主要研究带电粒子在匀强电场中的两种运动，一种是带电粒子做匀加速直线运动，另一种是带电粒子垂直电场线方向射入匀强电场，从而此粒子在电场中发生偏转做曲线运动。2、重点与难点分析（1）两个重要结论：带电粒子从电场中射出时似乎是从中点出射，我们称为虚拟中点出射。还有就是不同粒子通过同一加速电场后进入同一偏转电场轨迹相同。（2）像质子、电子、粒子等基本粒子，在电场中运动，忽略其重力（但并不是不计质量），而微粒、液滴、灰尘等除暗示或特殊说明外，都要考虑重力。（3）在有界区域做题时，常要考虑几何关系以及受力情况的变化。金题精讲题一题面：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；设两次射入电场的水平速度相同，不计粒子的重力，则电压U1、U2之比为（ ）A1:8 B1:4 C1:2 D1:1题二题面：带电粒子射入两块平行极板间的电场中，入射方向跟极板平行，重力忽略，若初动能为Ek，则出场时动能为2Ek。如果初速度增为原来的2倍，则出场时动能为 ( )A . 3 Ek B .4 Ek C. Ek D. Ek题三题面：三个粒子在同一地点沿同一方向垂直飞入偏转电场出现了图中所示的运动轨迹，b恰好从下板边缘飞出，由此可判断 ( )A.在b飞离电场的同时， a刚好打在负极板上B. b和c同时飞离电场C.进入电场时，c的速度最大，a的速度最小D.动能的增加值c最小，a和b一样大题四题面：如图所示为真空示波器的示意图，电子从灯丝K发出（初速度不计），经灯丝与A板间的加速电压U1加速，从A板中心孔沿中心线KO射出，然后进入由两块平行金属板M、N形成的偏转电场中（偏转电场可视为匀强电场），电子进入偏转电场时的速度与电场方向垂直，电子经过偏转电场后打在荧光屏上的P点。已知M、N两板间的电压为U2，两板间的距离为d，板长为 L1 ，板右端到荧光屏的距离为L2，电子的质量为 m ，电荷量为e 。求（1）电子从偏转电场射出时的侧移量；（2）P点到O点的距离。 课后拓展练习注：此部分为老师根据本讲课程内容为大家精选的课下拓展题目，故不在课堂中讲解，请同学们课下自己练习并对照详解进行自测.题一题面：两个半径均为R的圆形平板电极，平行正对放置，相距为d，极板间的电势差为U，板间电场可以认为是均匀的。一个粒子从正极板边缘以某一初速度垂直于电场方向射入两极板之间，到达负极板时恰好落在极板中心。已知质子所带电荷量为e，质子和中子的质量均视为m，忽略重力和空气阻力的影响，求：(1)极板间的电场强度E；(2)粒子在极板间运动的加速度a；(3)粒子的初速度v0。题二题面：真空中有一匀强电场，方向沿Ox轴正方向，若一带电粒子质量为m，电荷量为q，从O点以初速度v0沿Oy轴正方向进入电场，经一定时间到达A点。此时速度大小也为v0，方向沿Ox轴正方向，如图所示，已知重力加速度为g，试求：(1)从O到A的时间t及OA连线与Ox轴的夹角；(2)该匀强电场的电场强度E；(3)若设O点电势为零，则A点电势为多少？题三题面：在场强为E100 V/m的竖直向下的匀强电场中有一块水平放置的足够大的接地金属板，在金属板的正上方，高为h0.8m处有一个小的放射源放在一端开口的铅盒内，如图所示。放射源以v0200 m/s的初速度向水平面以下各个方向均匀地释放质量为m21015 kg、电荷量为q1012 C的带电粒子。粒子最后落在金属板上。不计粒子重力，试求：(1)粒子下落过程中电场力做的功；(2)粒子打在金属板上时的动能；(3)计算落在金属板上的粒子图形的面积大小。(结果保留两位有效数字)讲义参考答案金题精讲题一答案：A题二答案：C题三答案：ACD题四答案：（1）；（2）。课后拓展练习题一答案：(1) (2) (3) 详解：由题意画出示意图如图所示 (1)极板间场强E(2)粒子电荷量为2e，质量为4m，所受电场力F2eE粒子在极板间运动的加速度a(3)由dat2，得t 2d v0 。题二答案：(1) 45，t (2) E (3) A详解：(1)粒子从O到A的运动Oy方向：0v0gt,0v2(g) Ox方向：v0t，v2x 而tan 联立可得45，t(2)据得g该匀强电场的电场强度E(3)若设O点电势为零，则A点电势为A，在水平方向上只受电场力作用，则电场力做功电势能减少，动能增加。由WOAq(OA)mv，得A。题三答案：(1)81011 J(2)1.21010 J(3)4.0 m2详解：(1)粒子在下落过程中电场力做的功WEqh10010120.8 J81011 J(2)粒子在整个运动过程中仅有电场力做功，由动能定理得WEk2Ek1Ek281011 J210152002/2 J1.21010 J(3)粒子落到金属板上的范围是一个圆。设此圆的半径为r，只有当粒子的初速度