1112学年高中物理 19 带电粒子在电场中的运动课件 人教版选修31.pptVIP

A.ΔE10,ΔE20,ΔE0 B.ΔE10,ΔE20,ΔE=0 C.ΔE10,ΔE20,ΔE0 D.ΔE10,ΔE20,ΔE0 解析:小球由a到b的过程,位置升高,重力势能增加ΔE10,电场力做正功,电势能减小.ΔE20,动能?重力势能?电势能三种形式的能相互转化,动能由零增加到某一值,所以重力势能和电势能的和必减少,故ΔE0,C选项正确. 答案:C 10.如图所示,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,下述四种情况下,一定能使电子的偏移量y变大的是( ) A.U1变大,U2变大 B.U1变小,U2变大 C.U1变大,U2变小 D.U1变小,U2变小 答案:B 11.如下图所示,一个电子以4×106 m/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9.1×10-31 kg) 解析:电子在水平方向做匀速直线运动,即达B点时,水平分速度仍为vA,则vB=vA/cos60°=2vA,由动能定理:-eUAB= mv2B- mv2A.解得UAB=-1.4×102 V. 答案:-1.4×102 V 12.如图所示,A?B两个带电离子(不计重力),qA:qB=3:1,它们以相同的初速度垂直于场强方向进入,A粒子落在N板中心,B粒子落在N板的边缘.求: (1)A?B两粒子的质量之比; (2)A?B两粒子的动能增量之比; (3)A?B两粒子的动量增量之比. 解析:对此类综合题,应灵活运用运动学公式,动能定理及动量定理来巧妙处理. 答案:(1)3:4 (2)3:1 (3)3:2 13.如图所示,两块与水平方向成θ角的平行金属板长均为l,正对放置,带等量异种电荷,有一质量为m,带电荷量为+q的微粒从金属板的A端以速度v0沿水平方向进入两板之间,并沿直线从金属板D端射出,试求两板间的电压是多少?带电微粒从D点射出时的速度为多大? 解析:分析带电微粒受力,由题意可知其受力如图所示 解①②③④⑤式得:U′≤=4.0×102 V要使电子能飞出,所加电压最大为400 V. 答案:400 V 名师点拨:①此题是典型的带电粒子的加速和偏转的综合应用题.解决此类问题要注意加速与偏转的前后联系,使关系式简化.②注意恰好飞出的临界条件. [巩固练习] 2.如图所示,静止的电子在加速电压为U1的电场的作用下从O经P板的小孔射出,又垂直进入平行金属板间的电场,在偏转电压U2的作用下偏转一段距离.现使U1加倍,要想使电子的运动轨迹不发生变化,应该( ) A.使U2加倍B.使U2变为原来的4倍C.使U2变为原来的 倍D.使U2变为原来的 倍 解析:要使电子轨迹不变,则应使电子进入偏转电场后任一水平位移x所对应的偏距y保持不变.由  和qU1= mv20得y= 可见在x?y一定时,U2∝U1. 答案:A 三?示波器的示波管 例3:如下图所示为真空示波管的示意图,电子从灯丝K发出(初速度不计),经灯丝与A板间的加速电压U1加速,从A板中心孔沿中心线KO射出,然后进入由两块平行金属板M?N形成的偏转电场中(偏转电场可视为匀强电场),电子进入偏转电场时的速度与电场方向垂直,电子经过偏转电场后打在荧光屏上的P点.已知M?N两板间的电压为U2,两板间的距离为d,板长为L1,板右端到荧光屏的距离为L2,电子质量为m,电荷量为e.求: (1)电子穿过A板时的速度大小; (2)电子从偏转电场射出时的侧移量; (3)P点到O点的距离. 解析:(1)设电子经电压U1加速后的速度为v0,根据动能定理得:eU1= 解得: (2)电子以速度v0进入偏转电场后,垂直于电场方向做匀速直线运动,沿电场方向做初速度为零的匀加速直线运动.设偏转电场的电场强度为E,电子在偏转电场中运动的时间为t1,电子的加速度为a,离开偏转电场时的侧移量为y1,根据牛顿第二定律和运动学公式得:解得:y1= (3)设电子离开偏转电场时沿电场方向的速度为vy,根据运动学公式得vy=at1 电子离开偏转电场后做匀速直线运动,设电子离开偏转电场后打在荧光屏上所用的时间为t2,电子打到荧光屏上的侧移量为y2,如图所示. 名师点拨:对于电子的加速过程,有电场力做正功, mv