高中物理人教版选修31第1章静电场19带电粒子在电场中的运动

1、自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页限时训练活页限时训练课堂对点演练课堂对点演练9带电粒子在电场中的运动带电粒子在电场中的运动 自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页限时训练活页限时训练课堂对点演练课堂对点演练1能应用静电力、电场强度等概念研究带电粒子在电场能应用静电力、电场强度等概念研究带电粒子在电场中运动时的加速度、速度和位移等物理量的变化中运动时的加速度、速度和位移等物理量的变化2能应用静电力做功、电势、电势差、等势面等概念研能应用静电力做功、电势、电势差、等势面等概念研究带电粒子在电场中运动时的能量转化究带电粒子在电场中运动时的能量转化3了解示波管的工作原

2、理，体会静电场知识对科学技术了解示波管的工作原理，体会静电场知识对科学技术的影响的影响. 自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页限时训练活页限时训练课堂对点演练课堂对点演练远小于远小于 忽略忽略 动能定理动能定理 自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页限时训练活页限时训练课堂对点演练课堂对点演练二、带电粒子的偏转二、带电粒子的偏转1进入电场的方式：进入电场的方式：以初速度以初速度v0垂直于电场方向进入匀强垂直于电场方向进入匀强电场电场2运动特点运动特点自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页限时训练活页限时训练课堂对点演练课堂对点演练3运动规律运动规律自

3、主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页限时训练活页限时训练课堂对点演练课堂对点演练电子枪电子枪 偏转电极偏转电极 荧光屏荧光屏 自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页限时训练活页限时训练课堂对点演练课堂对点演练信号电压信号电压 扫描电压扫描电压 自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页限时训练活页限时训练课堂对点演练课堂对点演练自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页限时训练活页限时训练课堂对点演练课堂对点演练自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页限时训练活页限时训练课堂对点演练课堂对点演练(1)力和运动关系力和运动关系牛顿第二定

4、律牛顿第二定律根据带电粒子所受的电场力，用牛顿第二定律确定加速根据带电粒子所受的电场力，用牛顿第二定律确定加速度，结合运动学公式确定带电粒子的速度、位移等这种方法度，结合运动学公式确定带电粒子的速度、位移等这种方法通常适用于粒子在恒力作用下做匀变速直线运动的情况通常适用于粒子在恒力作用下做匀变速直线运动的情况(2)功和能的关系功和能的关系动能定理等动能定理等根据电场力对带电粒子所做的功引起带电粒子的能量发生根据电场力对带电粒子所做的功引起带电粒子的能量发生变化，利用动能定理等研究全过程中能量的转化，研究带电粒变化，利用动能定理等研究全过程中能量的转化，研究带电粒子的速度变化、经过的位移等，这种

5、方法既适用于匀强电场也子的速度变化、经过的位移等，这种方法既适用于匀强电场也适用于非匀强电场适用于非匀强电场自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页限时训练活页限时训练课堂对点演练课堂对点演练自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页限时训练活页限时训练课堂对点演练课堂对点演练自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页限时训练活页限时训练课堂对点演练课堂对点演练自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页限时训练活页限时训练课堂对点演练课堂对点演练自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页限时训练活页限时训练课堂对点演练课堂对点演练自主学习自主

6、学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页限时训练活页限时训练课堂对点演练课堂对点演练自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页限时训练活页限时训练课堂对点演练课堂对点演练(2)在在xx(或或yy)加电压时：若所加电压稳定，则电子被加加电压时：若所加电压稳定，则电子被加速，偏转后射到速，偏转后射到xx(或或yy)所在直线上某一点，形成一个亮斑所在直线上某一点，形成一个亮斑(不在中心不在中心)自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页限时训练活页限时训练课堂对点演练课堂对点演练自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页限时训练活页限时训练课堂对点演练课堂对点演练(3)

7、示波管实际工作时，竖直偏转板和水平偏转板都加上电示波管实际工作时，竖直偏转板和水平偏转板都加上电压，一般地，加在竖直偏转板上的电压是要研究的信号电压，压，一般地，加在竖直偏转板上的电压是要研究的信号电压，加在水平偏转板上的电压是扫描电压，若两者周期相同，在荧加在水平偏转板上的电压是扫描电压，若两者周期相同，在荧光屏上就会显示出信号电压在一个周期内随时间变化的波形光屏上就会显示出信号电压在一个周期内随时间变化的波形图图自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页限时训练活页限时训练课堂对点演练课堂对点演练2答案答案1.电子束受电场力的方向指向电子束受电场力的方向指向y板，电子打在荧板，电

8、子打在荧光屏光屏y轴的正半轴轴的正半轴(上半轴上半轴)上的某点图略上的某点图略电子束受电场力的方向指向电子束受电场力的方向指向x板，电子打在荧光屏板，电子打在荧光屏x轴的正轴的正半轴半轴(右半轴右半轴)上的某点图略上的某点图略自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页限时训练活页限时训练课堂对点演练课堂对点演练2当电压变化很快时，亮斑移动很快，由于视觉暂留和当电压变化很快时，亮斑移动很快，由于视觉暂留和荧光屏物质的残光特性，亮斑的移动看起来就成为一条与荧光屏物质的残光特性，亮斑的移动看起来就成为一条与y轴重轴重合的亮线画图略合的亮线画图略3看到的图形是一条与看到的图形是一条与y轴平行

9、的亮线，第轴平行的亮线，第(1)问在问在、象限，第象限，第(2)问在问在、象限画图略象限画图略4图形如右图所示图形如右图所示自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页限时训练活页限时训练课堂对点演练课堂对点演练【典例典例1】 如图如图195所示，在点电荷所示，在点电荷q的电场中有的电场中有a、b两点，将质子和两点，将质子和粒子分别从粒子分别从a点由静止释放到达点由静止释放到达b点时，点时，它们的速度大小之比为多少？它们的速度大小之比为多少？自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页限时训练活页限时训练课堂对点演练课堂对点演练借题发挥借题发挥该电场为非匀强电场，带电粒子在该电

10、场为非匀强电场，带电粒子在ab间的运动间的运动为变加速运动，不可能通过力和加速度的途径解出该题，但注为变加速运动，不可能通过力和加速度的途径解出该题，但注意到电场力做功意到电场力做功wqu这一关系对匀强电场和非匀强电场都适这一关系对匀强电场和非匀强电场都适用，因此从能量的角度入手，由动能定理来解该题很方便用，因此从能量的角度入手，由动能定理来解该题很方便自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页限时训练活页限时训练课堂对点演练课堂对点演练【变式变式1】 如图如图196所示，电子由静止开始从所示，电子由静止开始从a板向板向b板运动，到达板运动，到达b板的速度为板的速度为v，保持两板间的

11、电压不变，则，保持两板间的电压不变，则()a当减小两板间的距离时，速度当减小两板间的距离时，速度v增大增大b当减小两板间的距离时，速度当减小两板间的距离时，速度v减小减小c当减小两板间的距离时，速度当减小两板间的距离时，速度v不变不变d当减小两板间的距离时，电子在两板间运动的时间变当减小两板间的距离时，电子在两板间运动的时间变长长自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页限时训练活页限时训练课堂对点演练课堂对点演练答案答案c自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页限时训练活页限时训练课堂对点演练课堂对点演练自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页限时训练活页限

12、时训练课堂对点演练课堂对点演练a增大两板间的电势差增大两板间的电势差u2b尽可能使板长尽可能使板长l短些短些c尽可能使板间距离尽可能使板间距离d小一些小一些d使加速电压使加速电压u1升高一些升高一些自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页限时训练活页限时训练课堂对点演练课堂对点演练答案答案c借题发挥借题发挥解答本题的关键是要通过读题理解灵敏度的物解答本题的关键是要通过读题理解灵敏度的物理含义，然后通过运算得出灵敏度的表达式来加以分析选择理含义，然后通过运算得出灵敏度的表达式来加以分析选择自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页限时训练活页限时训练课堂对点演练课堂对点演练

13、【变式变式2】 示波管是一种多功能电学仪器，它的工作原理示波管是一种多功能电学仪器，它的工作原理可以等效成下列情况：如图可以等效成下列情况：如图198所示，真空室中电极所示，真空室中电极k发出发出电子电子(初速度不计初速度不计)，经过电压为，经过电压为u1的加速电场后，由小孔的加速电场后，由小孔s沿水沿水平金属板平金属板a、b间的中心线射入板中金属板长为间的中心线射入板中金属板长为l，相距为，相距为d，当当a、b间电压为间电压为u2时电子偏离中心线飞出电场打到荧光屏上而时电子偏离中心线飞出电场打到荧光屏上而显示亮点已知电子的质量为显示亮点已知电子的质量为m、电荷量为、电荷量为e，不计电子重力，

14、不计电子重力，下列情况中一定能使亮点偏离中心距离变大的是下列情况中一定能使亮点偏离中心距离变大的是()au1变大，变大，u2变大变大 bu1变小，变小，u2变大变大cu1变大，变大，u2变小变小 du1变小，变小，u2变小变小自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页限时训练活页限时训练课堂对点演练课堂对点演练自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页限时训练活页限时训练课堂对点演练课堂对点演练答案答案b自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页限时训练活页限时训练课堂对点演练课堂对点演练【典例典例3】 在如图在如图199所示的平行板电容器的两板所示的平行板电容器

15、的两板a、b上加如图上加如图1910、所示的两种电压，开始所示的两种电压，开始b板的电势比板的电势比a板高在电场力作用下原来静止在两板中间的电子开始运板高在电场力作用下原来静止在两板中间的电子开始运动若两板间距足够大，且不计重力，试分析电子在两种交变动若两板间距足够大，且不计重力，试分析电子在两种交变电压作用下的运动情况，并画出相应的电压作用下的运动情况，并画出相应的vt图象图象自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页限时训练活页限时训练课堂对点演练课堂对点演练自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页限时训练活页限时训练课堂对点演练课堂对点演练答案答案见解析见解析借题发

16、挥借题发挥正负半周期电压相等则电场强度大小相同，正负半周期电压相等则电场强度大小相同，带电粒子的加速度大小相等，粒子的位移大小也相等，加速过带电粒子的加速度大小相等，粒子的位移大小也相等，加速过程和减速过程具有对称性程和减速过程具有对称性自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页限时训练活页限时训练课堂对点演练课堂对点演练【变式变式3】 在如图在如图1911甲所示平行板电容器甲所示平行板电容器a、b两板两板上加上如图上加上如图1911乙所示的交变电压，开始乙所示的交变电压，开始b板的电势比板的电势比a板板高，这时两板中间原来的静止的电子在电场力作用下开始运高，这时两板中间原来的静止的

17、电子在电场力作用下开始运动，设电子在运动中不与极板发生碰撞，则下述说法正确的是动，设电子在运动中不与极板发生碰撞，则下述说法正确的是(不计电子重力不计电子重力)()自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页限时训练活页限时训练课堂对点演练课堂对点演练a电子先向电子先向a板运动，然后向板运动，然后向b板运动，再返回板运动，再返回a板做周板做周期性来回运动期性来回运动b电子一直向电子一直向a板运动板运动c电子一直向电子一直向b板运动板运动d电子先向电子先向b板运动，然后向板运动，然后向a板运动，再返回板运动，再返回b板做来板做来回周期性运动回周期性运动解析解析由运动学和动力学规律画出如右

18、图所示的由运动学和动力学规律画出如右图所示的vt图象图象可知，电子一直向可知，电子一直向b板运动，板运动，c正确正确自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页限时训练活页限时训练课堂对点演练课堂对点演练带电粒子的加速带电粒子的加速1如图如图1912所示，电量和质量都相同的带正电粒子以所示，电量和质量都相同的带正电粒子以不同的初速度通过不同的初速度通过a、b两板间的加速电场后飞出，不计重力的两板间的加速电场后飞出，不计重力的作用，则作用，则 ()a它们通过加速电场所需的时间相等它们通过加速电场所需的时间相等b它们通过加速电场过程中动能的增量相等它们通过加速电场过程中动能的增量相等c它们

19、通过加速电场过程中速度的增量相等它们通过加速电场过程中速度的增量相等d它们通过加速电场过程中电势能的减少量相等它们通过加速电场过程中电势能的减少量相等自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页限时训练活页限时训练课堂对点演练课堂对点演练解析解析由于电量和质量相等，因此产生的加速度相等，初由于电量和质量相等，因此产生的加速度相等，初速度越大的带电粒子经过电场所用时间越短，速度越大的带电粒子经过电场所用时间越短，a错误；加速时间错误；加速时间越短，则速度的变化量越小，越短，则速度的变化量越小，c错误；由于电场力做功错误；由于电场力做功wqu与初速度及时间无关，因此电场力对各带电粒子做功相

20、等，则与初速度及时间无关，因此电场力对各带电粒子做功相等，则它们通过加速电场的过程中电势能的减少量相等，动能增加量它们通过加速电场的过程中电势能的减少量相等，动能增加量也相等，也相等，b、d正确正确答案答案bd自主学习自主学习名师解疑名师解疑分类例析分类例析活页限时训练活页限时训练课堂对点演练课堂对点演练带电粒子的偏转带电粒子的偏转2如图如图1913所示，有一带电粒子贴着所示，有一带电粒子贴着a板沿水平方向板沿水平方向射入匀强电场，当偏转电压为射入匀强电场，当偏转电压为u1时，带电粒子沿轨迹从两板时，带电粒子沿轨迹从两板正中间飞出；当偏转电压为正中间飞出；当偏转电压为u2时，带电粒子沿轨迹落到时，带电粒子沿轨迹落到b