带电粒子在电场中的运动 导学案-高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

试卷第=page99页，共=sectionpages11页试卷第=page11页，共=sectionpages33页10.5带电粒子在电场中的运动一、知识回顾平行板电容器的电容：C＝＝国际单位制中，电容的单位是。1F＝μF＝PF二、新课预习1．带电粒子沿电场线方向进入匀强电场后，由于电场力方向与粒子的运动方向在，且电场力是恒力，所以带电粒子只能做。2.带电粒子的偏转（限于匀强电场）（1）运动状态分析：带电粒子以速度v0垂直于电场线方向飞入匀强电场时，由于电场力方向与粒子的初速方向，且电场力是恒力，所以带电粒子只能做。（2）粒子偏转问题的分析处理方法类似于平抛运动的分析处理，即应用运动的合成和分解的知识方法：沿初速度方向为，位移与时间的关系为，运动时间t=。沿电场力方向为初速度为零的匀加速直线运动，加速度。离开电场时的偏移量离开电场时的偏转角三、例题选讲[例]如图所示，一束带电粒子（不计重力），垂直于电场方向进入偏转电场，试讨论以下情况中，粒子应具备什么条件，才能得到相同的偏转距离y和偏转角度θ（U、d、L保持不变）（1）进入偏转电场的速度相同。（2）进入偏转电场的动能相同。（3）先由同一加速电场从静止开始加速后，再进入同一偏转电场。θθdULy四、巩固练习如图所示，一个电子以4×106m/s的速度沿与电场垂直的方向从A点飞进匀强电场，并且从另一端B点沿与场强方向成150°角方向飞出，那么，A、B两点间的电势差为多少伏?(电子的质量为9.1×10－31kg).五、方法提炼六、课后作业一、单选题1．原来都是静止的质子和α粒子，经过同一电场加速后，它们的动能大小之比为（

）A．1：2 B．1：1 C．2：1 D．2：32．如图，在场强大小为5×104N/C，方向水平向左的匀强电场中，一质量为1kg、电量为+2×10-5C的物体在t=0时刻以某一速度v0向右运动．已知物体与绝缘水平面间的动摩擦因数为0.2，取向右为正方向，则能反映物体所受摩擦力f随时间t变化的图像为（g=10m/s2）A．B．C．D．3．如图所示，一个质量为m，带电量为+q的粒子在匀强电场中运动，依次通过等腰直角三角形的三个顶点A、C、B，粒子在A、B两点的速率均为v0，在C点的速率为，已知AC=d，匀强电场在ABC平面内，粒子仅受电场力作用。则（）A．场强方向沿AC方向由A指向C B．场强方向垂直于AB指向CC．场强大小为 D．场强大小为4．一电子枪发射出的电子（初速度可视为零）进入加速电场加速后，垂直进入偏转电场，射出后偏移量为y，要使偏转位移增大，下列可行的办法是（）A．增大偏转电压B．增大加速电压C．增大极板间距离D．将发射的粒子改为比荷大的带负电粒子5．在一对很大的平行正对金属板间可形成匀强电场，通过改变两金属板间的电压，可使其间的电场强度随时间按如图所示的规律变化。在这个电场中间，有个带电粒子从时刻由静止释放，若带电粒子只受电场力作用，且运动过程中不接触金属板，则下列说法正确的是（）A．带电粒子一定只向一个方向运动B．内，电场力的冲量等于0，电场力做的功小于0C．末带电粒子回到原出发点D．内，电场力的冲量等于06．如图，一带正电的点电荷固定在P点，现将一带电小球从P点正上方A点由静止释放，小球向下运动，通过O点时速度最大，到达B点时速度减为零。不计空气阻力，重力加速度为g。下列说法正确的是（）A．带电小球在A点的加速度大于gB．带电小球从A点运动到B点的过程中，机械能先增大后减小C．带电小球从A点运动到O点的过程中，重力势能的减少量等于电势能的增加量D．带电小球从O点运动到B点的过程中，重力势能的减少量小于电势能的增加量7．如图甲，A、B是某电场中一条电场线上的两点，一个负电荷从A点由静止释放，仅在静电力的作用下从A点运动到B点，其运动的图像如图乙所示。设负电荷在A、B两点所受的静电力为、，A、B两点的场强分别为、，则根据图乙的信息可知下列说法正确的是（

）A． B．C． D．8．水平线上方有一水平向右的匀强电场，场强为E，一带电粒子从A点以速度竖直向上射入电场，粒子的质量为m、电荷量为，到达点B时的速度方向变为水平，大小为，下列说法正确的是（）A．粒子的轨迹是圆弧B．从A点到B点，粒子的电势能减少了C．粒子再次经过水平线上的C点（图中未画出）时间的距离为间水平距离的2倍D．粒子再次经过水平线上的C点（图中未画出）时的动能为9．如图所示竖直平面内，真空中的匀强电场与水平方向成15°角斜向下，现有一质量为m，电荷量为+q的小球在A点以初速度v0水平向右抛出，经时间t小球下落到C点（图中未画出）时速度大小仍为v0，则小球由A到C的过程中（）A．重力做功B．AC连线一定与电场线垂直C．C点电势可能低于A点D．小球做匀变速曲线运动10．如图所示，一质量为m、电荷量为q的小球在电场强度为E、区域足够大的匀强电场中，以初速度v0沿ON在竖直面内做匀变速直线运动。ON与水平面的夹角为30°，且mg=qE，则（）A．电场方向竖直向上B．小球运动的加速度大小为C．小球上升的最大高度为D．小球返回原位置所用时间为11．图（a）中和是真空中的两块面积很大的竖直平行金属板，加上周期为的交变电压，在两板间产生交变的匀强电场。已知板电势为零，板电势随时间变化的规律如图（b）所示（图中只画出一个周期）。在两板之间的中点处，有一个带负电粒子（不计重力），在时，粒子在电场力的作用下从静止开始运动。已知在时刻，粒子的速度大小为（粒子始终不会和金属板相碰），则在时间内，关于粒子的速度—时间的图像，下列正确的是（）A． B．C． D．二、填空题12．一电荷量为q、质量为m的带正电粒子，在匀强电场中的O点由静止释放运动到P点时速度大小为v。则OP两点间电势差大小为______V，若测得OP间距离为d，则该匀强电场的电场强度大小为______N/C。13．如图，场强大小为E、方向竖直向下的匀强电场中有一矩形区域abcd，水平边ab长为s，竖直边ad长为h．质量均为m、带电荷量分别为+q和—q的两粒子，由a、c两点先后沿ab和cd方向以速率进入矩形区（两粒子不同时出现在电场中）．不计重力，若两粒子轨迹恰好相切，则等于__________．三、解答题14．如图所示，两个平行正对的金属板，板间距为d，板长为L，OO’为板中央与板平行的中轴线，两极板间加上U的电压后，一质量为m、带电荷量为q带正电的粒子（不计重力），以v0的初速度沿中轴线OO’进入金属板，求：（1）带电粒子在板间运动的时间；（2）带电粒子在板间运动的加速度的大小；（3）带电粒子从板间飞出时偏离原来方向的侧向位移。15．用一条绝缘轻绳悬挂一个带电小球，小球质量为，所带电荷量为.现加水平方向的匀强电场，平衡时绝缘绳与竖直方向夹角为37°.则：（1）该小球带正电还是带负电？（2）求电场强度E的大小；（3）若在某时刻将细线剪断，求经过1s时小球的速度大小。16．一个质量为2m、带有－q的电荷量的小物体，可在水平轨道Ox轴上运动，轴的O端有一个与轨道相垂直的固定墙面，轨道处于匀强电场中，场强大小为E，方向沿Ox轴正向，如图所示。小物体以初速度v0从x0处沿Ox轨道