16带电粒子在电场中的偏转A

1、Nice纳黒带电粒子在电场中的偏转精讲年级：高中 科目：物理 类型：选考 制作人：黄海辉知识点：带电粒子在电场中的偏转1. 条件分析：带电粒子垂直于电场方向进入匀强电场。2 运动性质：匀变速曲线运动。3. 处理方法：分解成相互垂直的两个方向上的直线运动，类似于平抛运动4. 运动规律： 沿初速度方向做匀速直线运动，运动时间Cl 能飞出电容器：t=vo。 不能飞出电容器：y=2*=2qmUd t2, (2)沿电场力方向，做匀加速直线运动加速度:F_qE_ Uq a iom m md离开电场时的偏移量:y |at2 I离开电场时的偏转角:5. 带电粒子在匀强电场中偏转时的两个结论 (1)不同的带电粒

2、子从静止开始经过同一电场加速后再从同一偏转电场射出时, 偏移量和偏转角总是相同的。(2)粒子经电场偏转后，合速度的反向延长线与初速度延长线的交点0为粒子水平位移的中点，即0到偏转电场边缘的距离为2。【例题1】.喷墨打印机的简化模型如图所示，信号松卷盒E3 |帯电牢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 .运动轨迹与带电荷量无关解析 带负电的墨汁微滴垂直进入电场后， 在电场中做类平抛运动，根据平抛运 动的分解 水平方向做匀速直线运动和竖直方向做匀加速直线运动， 带负

3、电的 墨汁微滴进入电场后受到向上的静电力，故墨汁微滴向正极板偏转，A选项错误; 墨汁微滴垂直进入电场受竖直方向的静电力作用， 静电力做正功，故墨汁微滴的 电势能减小，B选项错误；根据x= vot，y=1at2及a=詈，得墨汁微滴的轨迹方C选项正确，D选项错程为y=qmv2,即运动轨迹是抛物线，与带电荷量有关, 误。答案 C【例题2】（2015浙江第二次大联考）如图所示，竖直金属板 A、B间电压为Uo, 板中央有小孔O和Oi,现有足够多的同种粒子源源不断地从小孔 O进入金属板 A、B间，并被加速而从Oi进入右侧水平平行金属板 C、D间，O1O2是极板C、 D的中线，金属板C、D的长与板间距相等，

4、两板间电压 U可调，不计粒子重力 及进入O孔时的初速度，所有粒子均不能打在极板上，则 U与Uo应满足（ ）A.U>UoB.U<2UoC.U>2UoD.因为不知极板C、D的长，所以无法确定U与Uo关系解析 由y=如2卍=V,Uo= 1mv2,且要满足条件yg联立解得U<2Uo,故A、C、D选项错误，B选项正确。答案 B【例题3】如图所示为一真空示波管的示意图，电子从灯丝 K发出(初速度可忽 略不计)，经灯丝与A板间的电压Ui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

5、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L，电子 的质量为m,电荷量为e,不计电子受到的重力及它们之间的相互作用力。(1) 求电子穿过A板时速度的大小；(2) 求电子从偏转电场射出时的偏移量；(3) 若要使电子打在荧光屏上 P点的上方，可采取哪些措施？解析(1)设电子经电压Ui加速后的速度为vo,由动能定理有 eUi = 2mvo 0，解得(2)电子以速度vo进入偏转电场后，垂直于电场方向做匀速直线运动，沿电场方 向做初速度为零的匀加速直线运动。由牛顿第二定律和运动学公式有t二7, F= ma，F = eE，E =号°&#

6、187;解得偏移量y=U2L24U1d由y=U2L24U1d可知，减小U1或增大U2均可使y增大，从而使电子打在P点上方。答案(2)ULd(3)减小加速电压U1或增大偏转电压U2精练年级：高中科目：物理 类型：选考知识点：带电粒子在电场中的偏转难度：中等1 相距很近的一对带等量异号电荷的平行金属板，它们之间的电场除边缘外， 可看作匀强电场，其电场线分布如图所示。一个带电粒子沿图中轨迹穿过该电场,则从a运动到d的过程中（）A 粒子的速度一直在增大B .粒子的电势能一直在减小C.粒子在a点的电势能比在d点低D.粒子的加速度先变大再不变后变小解析根据带电粒子受到的电场力指向轨迹的凹侧可知，粒子带正电

7、。电场力先 做负功，后做正功，再做负功，粒子的动能先减小，后增大再减小，选项A错误；粒子的电势能先增大，后减小再增大，选项 B错误；顺着电场线方向电势 降低，a点的电势高于d点的电势，正电荷在电势高处电势能大，故粒子在 a点 的电势能比在d点大，选项C错误；电场线先是越来越密后不变再越来越疏， 故电场力先变大再不变后变小，粒子的加速度先变大再不变后变小，选项D正确。答案 D2. 如图所示，两极板与电源相连接，电子从负极板边缘垂直电场方向射入匀强 电场，且恰好从正极板边缘飞出，现在使电子的入射速度变为原来的 2倍，而电 子仍从原来位置射入，且仍从正极板边缘飞出，则两极板间的距离应变为原来的B .

8、 4倍 C.2倍解析第一次d=2md（vL）2,第二次2器（盘）2,两式相比可得d-2所以选项C正确。答案 C143 如图所示，一价氢离子（iH）和二价氦离子（2He）的混合体，经同一加速电场加 速后，垂直射入同一偏转电场中，偏转后，打在同一荧光屏上，则它们 （ ）A .同时到达屏上同一点B .先后到达屏上同一点C.同时到达屏上不同点D .先后到达屏上不同点解析 一价氢离子（iH）和二价氦离子（2He）的比荷不同，经过加速电场的末速度不 同，因此在加速电场及偏转电场的时间均不同，但在偏转电场中偏转距离相同， 所以会先后打在屏上同一点，选 B。答案 B4.有一匀强电场，场强为E，方向如图所示，一

9、电子以与x轴成45°夹角的初速 度vo垂直于电场方向从0点射入，电子质量为m，电荷量为e，不计重力，求：（1）电子通过x轴时的位置坐标；（2）电子通过x轴时的速度大小。解析（1）画出示意图如图所示，电子做类平抛运动，把它分解为y方向上的匀速 直线运动和沿x方向上的初速度为零的匀加速直线运动， 设电子通过x轴时的位 置坐标为（xo，0），时间为t，末速度为v，沿x方向速度为v'，列方程_22xo2Ee t2_22 xo = vot2 . 2mv2解得Xo =eE则电子通过x轴的位置坐标为（迸E也，o）解得v = 2vo 贝U v = v0+ v 电子射入偏转电场时的动能Ek;

10、电子射出偏转电场时在竖直方向上的侧移量y;电子在偏转电场运动的过程中电场力对它所做的功W<解析(1)电子在加速电场中，根据动能定理有eU = Ek解得 Ek= 4.0X 10_16 J设电子在偏转电场中运动的时间为t电子在水平方向做匀速运动，由l = v1t，解得t =丄 电子在竖直方向受电场力F二电子在竖直方向做匀加速直线运动，设其加速度为 a 依据牛顿第二定律有ema，解得a=需电子射出偏转电场时在竖直方向上的侧移量 =5vo答案2 2mvo-（1）（飞厂，0）（2）.5vo5如图所示的装置放置在真空中，炽热的金属丝可以发射电子，金属丝和竖直 金属板之间加一电压Ui = 2 500 V，发射出的电子被加速后，从金属板上的小孔 S射出。装置右侧有两个相同的平行金属极板水平正对放置，板长I = 6.0 cm,相距d = 2 cm,两极板间加以电压 U2 = 200 V的偏转电场。从小孔S射出的电子恰 能沿平行于板面的方向由极板左端中间位置射入偏转电场。已知电子的电荷量e=1.6X 10一19 C，电子的质量m= 0.9X 1O_30 kg,设电子刚离开金属丝