专题探究电场部分专题探究示例

带电粒子在匀强电场中的运动学习目标：通过复习平抛物体的运动规律，会类比分析带电粒子在匀强电场中的运动规律，会分析解决带电粒子在匀强电场中的加速和偏转问题。课前检测1.带电粒子在电场中的加速若粒子的初速度为零,则 若粒子的初速度不为零,则 2.试写出平抛运动规律（1）特点：v0 a= 曲线运动。（2）分解为 水平： 运动。 竖直： 运动。（3）规律：画出平抛物体由O点运动到A点的位移分解图及A点速度分解图并填空OAV0 分速度 水平方向： 竖直方向： （合）速度 大小： 方向： 分位移 水平方向： （合）位移 大小： 竖直方向： 方向： 教学过程一、带电粒子在匀强电场中的偏转如图所示，在真空中水平放置一对平行金属板Y和Y，板间距离为d。两板间所加电压为U，一电荷量为+q，质量为m的带电粒子从极板中央以水平速度v0射入电场。试分析带电粒子在电场中的运动情况。(不计粒子的重力)1受力分析：粒子受到 的电场力F= 2运动规律分析:粒子做 曲线运动或 运动。分解为：水平方向： 直线运动 L= 竖直方向：初速度为零的 直线运动 速度：a= 离开电场时竖直偏移量：y= 离开电场时竖直方向速度：Vy= 离开电场时速度大小：V= 离开电场时的偏转角正切：tan= 推论:粒子从偏转电场中射出后, 速度的反向延长线与初速度延长线的交点为粒子水平位移 （粒子好像是从 沿直线射出）练习1.如图所示,电子从负极板边缘沿着与电场垂直的方向射入匀强电场, 恰好从正极板边缘飞出,如果将两极板之间的距离变为原来的两倍,而电子仍以同样的速度射入,也从正极板的边缘飞出,则两极板间电压应为原来的( ) A.2倍 B.4倍 C. 倍 D. 相等练习2：氢离子和一价锂离子的混合物垂直进入匀强电场偏转，要使它们的偏转角相同，这些离子进入电场时所必须具有相同大小的物理量是哪些( ) A. 动能B .动量 C .速度D .加速度二、带电粒子的加速和偏转如图所示，在真空中竖直放置一对平行金属板x和x,所加电压为U1;水平放置一对平行金属板Y和Y，板间距离为d。所加电压U2，一电荷量为-q，质量为m的带电粒子从x极板由静止出发。试分析带电粒子在电场中的运动情况并推导偏移量y和偏转角的正切tan。(不计粒子的重力)结论1：电荷经加速电场加速后进入偏转电场做 运动电场加速：电场偏转：结论：带电粒子经加速电场加速后进入偏转电场偏转，它的偏移量和偏转角由 决定,而与粒子的 无关例题：让一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子的混合物经过同一加速电场由静止开始加速，然后在同一偏转电场里偏转，它们是否会分离为三股粒子束？请通过计算说明。练习3.如图所示,电子在电势差为U1的加速电场内由静止开始运动，然后射入电势差为U2的两平行金属板间的偏转电场,入射方向与极板平行，整个装置处在真空中，重力忽略，在满足电子能射出平行板区的条件下,下列四种情况中,一定能使电子的偏转角变大的是( )A. U1变大, U2变大B. U1变小, U2变大 C. U1变大, U2变小D. U1变小, U2变小练习4.示波器可以视为加速电场与偏转电场的组合。若已知前者的电压为为U1 ，后者的电压为U2、极板长为L、板间距离为d，且电子加速前初速可忽略，则示波器的灵敏度（偏转电场中每单位偏转电压所引起的偏转量 称“灵敏度”）与加速电场、偏转电场的关系正确的是（）A. L越大，灵敏度越大 B.d越大，灵敏度越大C. U1越大，灵敏度越小 D.灵敏度与U1无关目标检测题如图所示，电子从灯丝K发出（初速度不计），在KA间经加速电压U1加速后，从A板中心小孔射出，进入由M、N两个水平极板构成的偏转电场， M、N两板间的距离为d，电压为U2，板长为L，电子进入偏转电场时的速度与电场方向垂直，射出时没有与极板相碰。已知电子的质量为m，电荷量为e，不计电子的