江西省宜中学高中物理《1.9 带电粒子在电场中的运动（2）》导学案（无答案）新人教版选修31.doc

1.9 带电粒子在电场中的运动（2）一、学习目标1、理解带电粒子在电场中的运动规律，并能分析解决加速和偏转方向的问题2、知道示波管的构造和基本原理二、问题与例题1带电粒子的加速 (1)动力学分析：带电粒子沿与电场线 平行 方向进入电场，受到的电场力与运动方向在 同一直线 上，做 变速 直线运动，如果是匀强电场，则做匀加(减)速运动(2)功能关系分析：粒子只受电场力作用，动能变化量等于 电场 力做的功.即:(初速度为零)； 此式适用于一切电场 2带电粒子的偏转 (1)动力学分析：带电粒子以速度v0 垂直 于电场线方向飞入两带电平行板产生的匀强电场中，受到恒定的与初速度方向成900角的电场力作用而做 曲线 运动. (2)运动的分析方法(看成类平抛运动)：沿初速度方向(x方向)做速度为v0的 匀速 x= v0t ;沿电场力方向做初速度为零的 匀加速直线 ay= ; vy= ayt ; y= .偏角： .例1.示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，如图所示。如果在荧光屏上p点出现亮斑，那么示波管中的a极板x应带正电b极板x/ 应带正电c极板y应带正电d极板y/应带正电例2：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；（2）电子从偏转电场射出时的侧移量；（3）p点到o点的距离。例3：如图所示，一束电子经加速电场加速后进入偏转电场，已知电子的电荷量为e，质量为m，加速电场的电压为u1，偏转电场两极板间的距离为d，极板长度为l问：(1)电子进入偏转电场时的速度大小；(2)若要使得电子在飞出偏转电场时的侧位移恰好为d/2,则需在偏转电场两极板间加上多大电压【课后练习】1.一带电粒子射入一固定正点电荷q形成的电场中，并沿图中虚线由a运动到b点，a、b两点到点电荷q的距离分别为ra、rb，且rarb，若粒子只受电场力作用，这一过程中: （ ）a电场力对粒子做负功b粒子在b点电势能小于在a点的电势能c粒子在b点动能小于在a点的动能d粒子在b点加速度大于在a点的加速度2. 如图所示，虚线表示电场的一簇等势面且相邻等势面间电势差相等，一个带电粒子以一定的初速度进入电场后，只在电场力作用下沿实线轨迹运动，m点和n点是轨迹上的两个点.由此可判断出（ ）an点的电势高于m点的电势b在n点带电粒子的电势能比在m点的电势能大c带电粒子在m点的速率大于在n点的速率d带电粒子在m点受到的电场力比在n点受到的电场力大3. 粒子（he）和质子（h）以相同速度垂直于电场线方向进入同一偏转电场，则在通过偏转电场的过程中 ( )a它们在电场中的运动时间相等 b它们在电场中的偏转距离相等c它们在电场中运动的加速度相等 d电场力对它们做的功相等4. 如图5所示，一带负电粒子以某速度进入水平向右的匀强电场中，在电场力作用下形成图中所示的运动轨迹。m和n是轨迹上的两点，其中m点在轨迹的最右点。不计重力，下列表述正确的是a粒子在m点的速率最大b粒子所受电场力沿电场方向c粒子在电场中的加速度不变d粒子在电场中的电势能始终在增加5. 如图所示，有三个质量相等、分别带正电、负电和不带电的粒子从两水平放置的金属板左侧中央以相同的水平初速度先后射入电场中，最后分别打在正极板的c、b、a处，则（ ）a三种粒子在电场中运动时间相同b三种粒子在电场中的加速度为c三种粒子到达正极板时动能d落在c处的粒子带负电，落在b处的粒子不带电，落在a处的粒子带正电6. 如图所示，细线拴一带负电的小球，球处在竖直向下的匀强电场中，使小球在竖直平面内做圆周运动，则a小球不可能做匀速圆周运动 b当小球运动到最高点b时绳的张力一定最小c小球运动到最低点a时，球的线速度一定最大d小球运动到最低点a时，电势能一定最大7. 图是示波管的原理图，它由电子枪、偏转电极（xx和yy)、荧光屏组成. 管内抽成真空. 给电子枪通电后，如果在偏转电极xx和yy上都没有加电压，电子束将打在荧光屏的中心o点，在那里产生一个亮斑. （1）要想让亮斑沿oy向上移动，需在偏转电极_（填“xx”或“yy”）上加电压，且y电势比y电势_（填“高”或“低”） （2）要想在荧光屏上出现一条水平亮线，需在偏转电极_（填“xx”或“yy”）上加特定的周期性变化的电压（扫描电压）8.如图所示，一半径为r的绝缘圆形轨道竖直放置，圆形轨道的最低点与一水平轨道相连，轨道都是光滑的，轨道所在的空间存在水平向右的匀强电场，场强为e.从水平轨道上的a点由静止释放一质量为m的带正电的小球，为使小球刚好能在竖直面内完成圆周运动，求释放点a距圆轨道最低点b的距离s.已知小球受的电场力等于小球重力的3/4. 9.在一个水平面上建立轴，在过原点垂直于轴的平面的右侧空间有一匀强电场，场强大小6106/，方向与轴正方向相同，在处放一个带电量5109，质量10g的绝缘物块(可视为质点)，物块与整个水平面间的动摩擦因数0.1，现沿轴正方向给物块一个初速度0m/s，如图所示，取10/s，求:（1）物块向右运动时加速度的大小；（2）物块最终停止运动时离处的距离.10.如图所示，a、b为两块平行金属板，a板带正电、b板带负电。两板之间存在着匀强电场，两板间距为d、电势差为u，在b板上开有两个间距为l的小孔。c、d为两块同心半圆形金属板，圆心都在贴近b板的o处，c带正电、d带负电。两板间的距离很近，两板末端的中心线正对着b板上的小孔，两板间的电场强度可认为大小处处相等，方向都指向o。半圆形金属板两端与b板的间隙可忽略不计。现从正对b板小孔紧靠a板的o处由静止释放一个质量为m、电量为q的带正电微粒（微粒的重力不计），问：微粒穿过b板小孔时的速度多大；为了使微粒能在cd板间运动而不碰板，cd板间的电场强度大小应满足什么条件；从释放微粒开始，经过多长时