带电粒子在交变电场中运动

第四节带电粒子在电场中运动的综合问题复习回顾一、带电粒子在电场中的加、减速直线运动问题1、匀强电场中运动可采用牛顿运动定律和运动学公式处理，也可以采用动能定理处理。2、非匀强电场中一般采用动能定理处理二、带电粒子在匀强电场中的偏转运动偏转运动是类平抛运动，一般采用运动的合成与分解处理，若涉及能量，也可采用动能定理处理。考点1示波器的工作原理电子枪偏转电极荧光屏正中心信号电压典例12011•安徽如图a为示波管的原理图．如果在电极YY′之间所加的电压按图b所示的规律变化，在电极′之间所加的电压按图c所示的规律变化，则在荧光屏上会看到的图形是B小结：示波器显示图像的判断方法一般采用特殊点法：即在同一特殊时刻分别分析电子在水平方向和竖直方向偏转的位移大小和方向，从而确定坐标点，再综合判断图像形式。变式1：示波管的内部结构如图所示，如果在电极YY′之间加上如图a所示的电压，在′之间加上如图b所示电压，荧光屏上会出现的波形是C变式2实验室所用示波器，是由电子枪、偏转电极和荧光屏三部分组成，当垂直偏转电极YY′，水平偏转电极′的电压都为零时，电子枪发射的电子通过偏转电极后，打在荧光屏的正中间．若要在荧光屏上始终出现如右图所示的斑点a，那么，YY′与′间应分别加上如下图象所示哪一组电压A考点二、带电粒子在交变电场中运动典例2如图甲所示，在真空中足够大的绝缘水平地面上，一个质量为m＝02g，带电荷量为q＝＋20×10－6C的小物块（可视为质点）处于静止状态，小物块与地面间的动摩擦因数μ＝＝0时刻开始，空间加上一个如图乙所示的场强大小和方向呈周期性变化的电场取水平向右的方向为正方向，g＝10m/s2，求：123s内小物块的位移大小．223s内电场力对小物块所做的功．类型一粒子做单向直线运动一般用牛顿运动定律求解典例32011•安徽如图a所示的两平行正对的金属板A、B间加有如图b所示的交变电压，一重力可忽略不计的带正电粒子被固定在两板的正中间P处．若在t0时刻释放该粒子，粒子会时而向A板运动，时而向B板运动，并最终打在A板上．则t0可能属于的时间段是B类型二粒子做往返运动（分段研究）小结：带电粒子在交变电场中往返运动，通常分段分析每一过程受力情况判断粒子运动情况，求出每一过程位移和末速度，最好结合V-t图像，提升分析、综合；推理、判断能力典例4在金属板A、B间加上如图乙所示的大小不变、方向周期性变化的交变电压UAB，0从两板中央射入．己知电子的质量为m，电荷量为e，不计电子的重力，求：1若电子从t＝0时刻射入，在半个周期内恰好能从A板的边缘飞出，则电子飞出时速度的大小．2若电子从t＝0时刻射入，恰能平行于金属板飞出，则金属板至少多长？类型三粒子做偏转运动（分解研究）小结：带电粒子在交变电场中偏转运动，仍分段采用运动合成与分解，分别求解各个方向上的位移、速度等物理量，再合成。灵活运用牛顿运动定律和动能定理解决实际问题，提升基本解题技能。变式1如图甲所示，一电子以v0的初速度沿平行金属板的轴线射入金属板空间．从电子射入的时刻开始在金属板间加如图乙所示的交变电压，假设电子能穿过平行金属板．则下列说法正确的是A．电子只可能从轴线到上极板之间的空间射出不包括轴线B．电子只可能从轴线到下极板之间的空间射出不包括轴线C．电子可能从轴线到上极板之间的空间射出，也可能沿轴线方向射出D．电子射出后动能一定增大C变式2示波管的结构如图甲所示，热电子由阴极飞出时的初速度忽略不计，电子发射装置的加速电压为U0，平行板电容器板长和板间距离均为L＝10cm，下极板接地．电子从电容器板间正中央射入，电容器右端到荧光屏的距离L′＝20cm在电容器两极板间接一交变电压，上极板的电势随时间变化的图象如图乙所示每个电子穿过平行板的