11带电粒子在电场中的曲线运动.doc

第九课时 带电粒子在匀强电场中的曲线运动一、带电粒子在匀强电场中的偏转1运动性质 不计重力的带电粒子以速度v0垂直于电场线方向飞入匀强电场时，受到与初 速度方向垂直的电场力作用而做 运动2分析方法(1)处理方法 类平抛运动可分解为沿初速度方向的 运动和垂直初速度方向的初速 度为零的 运动(2)有关物理量如图所示，一质量为m、电荷量为q的粒子以初速度v0沿中轴线射入在垂直场强方向做匀速运动：vxv0，穿越电场时间： .在电场方向做匀加速直线运动：a .离开电场时y方向分速度：vyat .离开电场时y方向上的移：y= .离开电场时偏转角的正切值：tan 位移偏转角与速度偏转角的关系：tan _并由此得到的一个重要结论：_练习1、如图所示，一个带电粒子从粒子源飘入(初速度很小，可忽略不计)电压为U1的加速电场，经加速后从小孔S沿平行金属板A、B的中心线射入A、B板长为L，相距为d， 电压为U2.则带电粒子能从A、B板间飞出应该满足的条件是 ()A. B. C. D.b练习2如图所示，有一带电粒子贴着A板沿水平方向射入匀强电场，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；设粒子两次射入电场的水平速度相同，则两次偏转电压之比为()A1:8 B1:4 C1:2 D1:1练习3、（2013广东高考）喷墨打印机的简化模型如图所示，重力可忽略的墨汁微滴，经带电室带负电后，以速度v垂直匀强电场飞入极板间，最终打在纸上，则微滴在极板间电场中A.向负极板偏转 B.电势能逐渐增大C.运动轨迹是抛物线 D.运动轨迹与带电量无关练习4、如图甲所示，长为L1、相距为d的两块正对的平行金属板AB和CD与一电源相连（图中未画出电源），B、D为两板的右端点。两板间电压的变化如图乙所示。在金属板B、D端的右侧有一与金属板垂直的荧光屏MN，荧光屏距B、D端的距离为L2。质量为m、电荷量为e的电子以相同的初速度v0从极板左边中央沿平行极板的直线OO连续不断地射入。已知所有的电子均能够从金属板间射出，且每个电子在电场中运动的时间与电压变化的周期相等。忽略极板边缘处电场的影响，不计电子的重力以及电子之间的相互作用。求：（1）t=0和t=T/2时刻进入两板间的电子到达金属板B、D端界面时偏离OO的距离比。（2）两板间电压U0的最大值。（3）电子在荧光屏上分布的最大范围。二、带电粒子在电场中的圆周运动练习5、如图所示，在水平向左的匀强电场中，一带电小球用绳悬于点平衡时小球位于A点，绳与竖直方向夹角45，绳长L，B、C、D到点距离均为L，BD水平，竖直，小球质量为m.求:（）让小球从B点由静止释放，求小球到达A点时，绳对小球的拉力。（）将小球移到D点由静止释放，求小球到达悬点正下方绳的拉力。练习6、如图所示，空间存在着强度E=2.5102NC方向竖直向上的匀强电场，在电场内一长为L=0.5m的绝缘细线一端固定于O点，一端拴着质量m=0.5kg、电荷量q=4102C的小球。现将细线拉直到水平位置，使小球由静止释放，当小球运动到最高点时细线受到的拉力恰好达到它能承受的最大值而断裂。取g=10ms2。求：（1）小球的电性；（2）细线能承受的最大拉力值；（3）当小球继续运动后与O点水平方向距离为L时，小球距O点的高度。三、示波器的原理1构造：(1)_，(2)_2工作原理(如图3所示)图3(1)如果在偏转电极XX和YY之间都没有加电压，则电子枪射出的电子沿直线运动，打在荧光屏_，在那里产生一个亮斑 (2)YY上加的是待显示的_XX上是机器自身产生的锯齿形电压，叫做 _若所加扫描电压和信号电压的周期相同，就可以在荧光屏上得到待测信号在一个周期内变化的稳定图象.练习7(2011安徽18)图11(a)为示波管的原理图，如果在电极YY之间所加的电压按图(b)所示的规律变化，在电极XX之间所加的电压按图(c)所示的规律变化，则在荧光屏上会看到的图形是 ()(a)(b)(c)图 11练习8、在图所示为一真空示波管，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M、N间电场时的速度与电场方向垂直，电子经过电场后打在荧光屏上的P点。已知加速电压为U1，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）电子穿过A板时的速度大小；U1L1L2PMNOKA图14（2）电子从偏转电场射出时的侧移量；（3）P点到O点的距离。练习9、如图所示是科研实验中用来使带正电粒子加速和偏转的装置，如果让氢和氦进入并电离，将得到一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子的混合物，它们经过同一电场加速后在同一电场中偏转.问它们是否会分为三股，从而到达荧光屏上后产生三个亮点?回答中要说明理由(离子重力不计).带电粒子在匀强电场中的偏转巩固练习1如图所示，在两块带电平行金属板间，有一束电子沿Ox轴方向射入电场，在电场中的运动轨迹为OCD.已知OA=AB，则电子在OC段和CD段动能的增加量之比EkC:EkD为( )A1:4B1:3C1:2D1:12如图所示，a、b两个带正电荷的粒子，以相同的速度先后垂直于电场线从同一点进入平行板间的匀强电场后，a粒子打在B板的a点，b粒子打在B板的b点，若不计重力，则()Aa的电荷量一定大于b的电荷量Bb的质量一定大于a的质量Ca的比荷一定大于b的比荷Db的比荷一定大于a的比荷3如图所示，三个质最相等的，分别带正电、负电和不带电的小球，以相同速率在带电平行金属板的P点沿垂直于电场方向射入电场，落在A、B、C三点，则(). A落到A点的小球带正电、落到B点的小球带负电、落到C点的小球不带电B三小球在电场中运动时间相等C三小球到达正极板的动能关系是EkAEkBEKcD三小球在电场中的加速度关系是aCaBaA4一价的氢离子和二价氦离子的混合物,从静止开始经过同一电场加速后,进入同一偏转电场,则它们离开偏转电场的偏转角 ( )A相同 B不同 C 可同可不同 D无法确定5电子经过加速电场(电压为U)加速后进入偏转电场(电压为U),然后飞出偏转电场,要使电子不飞出偏转电场可采取的措施有: ( )A增大U B减小U C增大U D减小U6如图所示，质量相等的两个带电液滴1和2从水平方向的匀强电场中O点静止释放后，分别抵达B、C两点，若ABBC，则它们带电荷量之比q1q2等于 () A12 B21 C1 D.17如图所示，两平行金属板间有一匀强电场，板长为L，板间距离为d，在板右端L处有一竖直放置的光屏M，一带电荷量为q，质量为m的质点从两板中央射入板间，最后垂直打在M屏上，则下列结论正确的是()A板间电场强度大小为mg/qB板间电场强度大小为2mg/qC质点在板间的运动时间和它从板的右端运动到光屏的时间相等D质点在板间的运动时间大于它从板的右端运动到光屏的时间8如图，质子、氘核和粒子都沿平行板电容器两板中线OO/方向垂直于电场线射入板间的匀强电场，射出后都打在同一个荧光屏上，使荧光屏上出现亮点下列说法中正确的是( ) A.若它们射入电场时的速度相等，在荧光屏上将出现3个亮点B.若它们射入电场时的动量相等，在荧光屏上将只出现3个亮点C.若它们射入电场时的动能相等，在荧光屏上将只出现1个亮点D.若它们是由同一个电场从静止加速后射入偏转电场的，在荧光屏上将只出现1个亮点9带电量为q的a粒子，以初动能Ek从两平行金属板的正中央沿垂直于电场线的方向进入在这两板间存在的匀强电场，恰从带负电金属板边缘飞出，且飞出时动能变为2Ek，则金属板间电压为( )A.Ek/q B.2Ek/q C.Ek/2q D.4Ek/q10一个带负电荷量为q，质量为m的小球，从光滑绝缘的斜面轨道的A点由静止下滑，小球恰能通过半径为R的竖直圆形轨道的最 高点B而做圆周运动现在竖直方向上加如图4所示的匀强电场，若仍从A点由静止