高三物理一轮复习 带电粒子在电场中的曲线运动导学案

1、2012届高三物理一轮复习导学案七、电场（4）带电粒子在电场中的偏转【目标】1掌握带电粒子在电场中偏转的有关规律； 2了解示波管的原理及其应用。【导入】二、带电粒子在电场中的偏转Yv0Y-qyL如图，在真空中水平放置一对金属板Y和Y，板间距离为d在两板间加以电压U，两板间的匀强电场的场强为E=U/d现有一电荷量为-q的带电粒子以水平速度v0射入电场中。1带电粒子在初速度方向做_运动；L=_2带电粒子在电场力方向做_运动；a=_ 0v0vtvy3带电粒子通过电场的侧移y=_4偏向角 tan=_ 【导研】例1 （赣榆一中2010届高三检测）如图是一个示波管工作的原理图，电子经加速电场（加速电压为U

2、1）加速后垂直进入偏转电场，离开偏转电场时偏转量是h，两平行板间的距离为d，电压为U2，板长为L，每单位电压引起的偏移h/U2，叫做示波管的灵敏度，为了提高灵敏度，可采用下列哪些方（ ）A增大U2 B减小L C减小d D减小 U1导疑： 1什么叫做示波管的灵敏度？ 2示波管的灵敏度跟哪些因素有关？导评：_。例2 如图所示，在空间中取直角坐标系Oxy，在第一象限内平行于y轴的虚线MN与y轴距离为d，从y轴到MN之间的区域充满一个沿y轴正方向的匀强电场，场强大小为E。初速度可以忽略的电子经过另一个电势差为U的电场加速后，从y轴上的A点以平行于x轴的方向射入第一象限区域，A点坐标为（0，h）。已知电

3、子的电量为e，质量为m，加速电场的电势差U，电子的重力忽略不计，求：（1）电子从A点进入电场到离开该电场区域所经历的时间t和离开电场区域时的速度v；（2）电子经过x轴时离坐标原点O的距离l。导疑： 1电子在何处离开电场？有几种可能性？如何判断？ 2如何确定电子经过x轴时离坐标原点O的距离？导评：_。AOECDB乙AEBPO甲例3 如图甲所示，场强大小为E、方向竖直向上的匀强电场内存在着一半径为R的圆形区域，O点为该圆形区域的圆心，A点是圆形区域的最低点，B点是最右侧的点。在A点有放射源释放出初速度大小不同、方向均垂直于场强向右的正电荷，电荷的质量为m，电量为q，不计重力。试求：（1）某电荷的运

4、动轨迹和圆形区域的边缘交于P点，POA=（如图甲），求该电荷经过P点时速率。（2）若在圆形区域的边缘有一接 收屏CBD，C、D分别为接收屏上最边缘的两点，如图乙，COB=BOD=30。求该屏上接收到的电荷最大动能和最小动能。导疑：1电荷做什么运动？ 2电荷在何处动能最大，何处动能最小？导评：_。【导练】MNAB1（泰州市09届高三下学期第一次联考卷）如图所示，水平放置的平行金属板A、B连接一恒定电压，两个质量相等的电荷M和N同时分别从极板A的边缘和两极板的正中间沿水平方向进入板间电场，两电荷恰好在板间某点相遇。若不考虑电荷的重力和它们之间的相互作用，则下列说法正确的是( )A电荷M的比荷大于电

5、荷N的比荷B两电荷在电场中运动的加速度相等 C电荷从进入电场到相遇，电场力对电荷M做的功大于电场力对电荷N做的功D电荷M进入电场的初速度大小与电荷N进入电场的初速度大小一定相同2如图所示，一种射线管由平行金属板A、B和平行于金属板的细管C组成放射源O在A极板左端，可以向各个方向发射不同速度、质量为m的粒子。若极板长为L，间距为d.当A、B板加上电压U时，只有某一速度的粒子能从细管C水平射出，细管C离两板等距。已知元电荷为e，则从放射源O发射出的粒子的这一速度为 ()AB C D OACB3.（南莫中学2010届高三月考卷）如图所示，AB是半径为R的圆上的一条直径，该圆处于匀强电场中，电场强度大

6、小为E，方向在圆所在平面内，现在圆所在平面内将一个带负电电量为q的小球从A点以相同的动能抛出，当抛出方向不同时，小球会经过圆周上不同的点，在这些所有的点中，到达C点的动能最大，已知CAB=30，若不计小球的重力和空气阻力，求：（1）电场方向与AC间的夹角为多大？（2）若小球在A点时初速度与电场方向垂直，则小球恰好能落到C点，则初动能为多大？（南京市20082009学年度第一学期期末调研测试卷）如图所示，倾角为的斜面处于竖直向下的匀强电场中，在斜面上某点以初速度为水平抛出一个质量为m的带正电小球，小球在电场中受到的电场力与小球所受的重力相等，地球表面重力加速度为g，设斜面足够长问：（1）小球经多

7、长时间落到斜面?（2）从水平抛出至落到斜面的过程中，小球的电势能如何变化?变化了多少?（常州中学20082009学年高三年级第二次阶段教学质量调研）15如图所示的直角坐标系中，在直线x=2l0到y轴区域内存在着两个大小相等、方向相反的有界匀强电场，其中x轴上方的电场方向沿y轴负方向，x轴下方的电场方向沿y轴正方向。在电场左边界上A（2l0，l0）到C（2l0，0）区域内，连续分布着电荷量为q、质量为m的粒子。从某时刻起由A点到C点间的粒子，依次连续以相同的速度v0沿x轴正方向射入电场。若从A点射入的粒子，恰好从y轴上的A（0，l0）沿x轴正方向射出电场，其轨迹如图。不计粒子的重力及它们间的相互

8、作用。求匀强电场的电场强度E；求在AC间还有哪些位置的粒子，通过电场后也能沿x轴正方向运动？15（12分） 从A点射出的粒子，由A到A的运动时间为T，根据运动轨迹和对称性可得：x轴方向 (2分)y轴方向 (2分)解得： （2分） 设到C点距离为y处射出的粒子通过电场后也沿x轴正方向，粒子第一次达x轴用时t，水平位移为x，则 （1分）粒子从电场射出时的速度方向也将沿x轴正方向，则 （2分）解之得： （2分）即AC间y坐标为 （n = 1，2，3，） （1分）OACB（江苏省南莫中学2010届高三物理月考试卷）如图所示，AB是半径为R的圆上的一条直径，该圆处于匀强电场中，电场强度大小为E，方向在圆所在平面内，现在圆所在平面内将一个带负电电量为q的小球从A点以相同的动能抛出，当抛出方向不同时，小球会经过圆周上不同的点，在这些所有的点中，到达C点的动能最大，已