高中物理选修3-1 带电粒子在电场中的运动

1、带电粒子在电场中的运动,带电粒子在电场中的二类基本运动：,一、带电粒子在电场中的加速,二、 带电粒子在电场中的偏转,一、带电粒子在电场中的加速,在真空中的一对平行金属板，板间距为d,两板间加电压为U，一电量为q的质子从正极板某处沿电场方向以速度v1进入板间：,利用牛顿运动定律和运动学的知识,由动能定理可知：,利用动能定理和能量守恒定律,-q,F,1.加速度:,2.飞行时间:,3.侧移距离:,4.偏角:,二、 带电粒子在电场中的偏转,让一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子的混合物由静止开始经过同一加速电场加速，然后在同一偏转电场里偏转，它们是否会分为三股？请说明理由。,比较离子在偏转电场的侧移距离

2、y,如果 y互不相同,如果 y 相同,会分为三股,不会分为三股,比较离子是否以相同偏角 射出,如果互不相同,会分为三股,如果 相同,不会分为三股,让一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子的混合物由静止开始经过同一加速电场加速，然后在同一偏转电场里偏转，它们是否会分为三股？请说明理由。,答案：不会分为三股。,带负电的小球静止在水平放置的平行板电容器两板间，距下板h=0.8cm,两板间的电势差为300V,如果两板间电势差减小到60V,求带电小球运动到极板上时的速度?,讨论:求带电小球运动到极板上的时间?,0.36m/s,4.510-2s,如图所示,水平放置的A,B两平行板相距h,有一质量为m,电荷量为

3、+q的小球在B板之下H处以初速度v0竖直向上进入两板间,欲使小球恰好打到A板,试讨论A,B板间的电势差是多大?,如图，质量为m、电量为e的电子，从A点以速度v0垂直场强方向射入匀强电场中，从B点射出电场时的速度方向与电场线成120o角，问A、B两点间的电势差是多少？,如图所示,一个质量为m,所带电量为q的带电粒子,从两平行板的中点与匀强电场相垂直的方向射入,粒子的重力不计.当粒子的入射速度为v0时,它恰好穿过这个电场而不会碰到金属板,现欲使入射速度为v0/2的这个粒子也恰好穿过这个电场而不会碰到金属板,则在其它条件不变的情况下,只需: A.使金属板的长度变为原来的1/2 B.使两板间的电势差减

4、小为原来的1/2 C.使两板间距离增大为原来的2倍 D.使两板间距离增大为原来的4倍,AC,一束电子在流经U=5000V的加速电压加速 后,在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场.如图所示,若两板间距d=1.0cm,板长L=5.0cm,那么要使电子能从平行板间飞出,两个极板上最多能加多大的电压?,400V,一带电粒子以速度v沿上板边缘垂直于电场线射入匀强电场，并刚好贴下板边缘飞出，设极板长为l，若带电粒子的速度为2v，当它的竖直位移仍为板间距离d时，它的水平射程多大？(不计重力）,2.5l,一个初动能为Ek的带电粒子以速度v垂直电场线方向飞入平行板电容器，飞出电容器时动能为2Ek，若这个带

5、电粒子的入射初速度为原来的2倍，则该粒子飞出电容器时的动能应为（ ）A、4Ek B、4.25Ek C、4.5Ek D、8Ek,B,如图M、N是在真空中竖直放置的两块平行金属板，质量为m电量为-q的带电粒子，以初速度v0由小孔进入电场，当M、N间电压为U时，粒子刚好能到达N板；如果要使这个带电粒子能够到达M、N两板间距的1/2处返回，则下述方法能满足要求的是：（ ）A、使初速度减半B、使M、N间电压加倍C、使M、N间电压提高到4倍D、使初速度和M、N间的电压都加倍,B,变式.如图所示,电子由静止开始从A板向B板运动,当到达B板时速度为v,保持两板间电势差不变,则 A.当增大两极板间距时,v也增大

6、 B.当减小两极板间距时,v增大 C.当改变两极板间距时,v不变 D.当增大两极板间距时,电子在两极板间运动的时间增大,CD,如图，电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始运动，然后射入电势差为U2的两块平行极板间的电场中入射方向跟极板平行整个装置处在真空中重力可忽略在满足电子能射出平行板区的条件下下述四种情况中，一定能使电子的偏转角变大的是 AU1变大、U2变大 BU1变小、U2变大 CU1变大、U2变小 DU1变小、U2变小,B,带电粒子经加速电场加速后垂直进入两平行金属板间的偏转电场，要使它离开偏转电场时偏转角增大，可采用的办法有（ ）A、增加带电粒子的电量B、降低加速电压C、提高偏转电

7、压D、减小偏转电场两平行板间的距离,BCD,如图所示，一个质量为m，带电量为q的粒子，从两平行板左侧中点沿垂直场强方向射入，当入射速度为v0时，恰好穿过电场而不碰金属板要使粒子的入射速度变为v0/2，仍能恰好穿过电场，则必须再使（ ） A粒子的电量变为原来的1/4 B两板间电压减为原来的1/2 C两板间距离增为原来的4倍 D两板间距离增为原来的2倍,AD,如图所示，有三个质量相同,分别带有正电、负电和不带电的微粒,从极板的左侧中央以相同的初速度先后垂直射入,分别落在正极板的A、B、C三处.则( ) A.微粒A带正电,B不带电,C带负电 B.三个微粒在电场中的运动时间相等 C.三个微粒在电场中加速度aAEkBEkC,AC,如图所示，从灯丝发射的电子经电压为U1的加速电场加速后，进入偏转电场U2，若要使电子在电场中的偏转量增大为原来的2倍，可供选用的方法是（ ）A、使U1减为原来的1/2B、使U2增大为原来的2倍C、使偏转电极板的长度L增大为原来的2倍 D、使偏转电极板的距离减小为原来的1/2,ABD,示波管的原理,构造:由电子枪、偏转电极和荧光屏组成。 管内抽成真空。,只在YY电极间加偏转电压,信号电压,若只在YY 加持续变化的信号电压呢?,每一个电子,每个电子在电场中运动时间很短,不同时刻进入电场的电子,可认为在电压不变的