高一物理带电粒子在电场中的运动人教实验版知识精讲.docVIP

高一物理带电粒子在电场中的运动人教实验版 【本讲教育信息】 一. 教学内容： 带电粒子在电场中的运动 ［知识要点］ 掌握带电粒子在电场中的运动过程及其处理方法。 ［重点、难点解析］ 一、静电力：一切带电粒子在电场中都要受到静电力（E的大小、方向）和电荷的正负，匀强电场中静电力为恒力， 二、带电粒子的运动过程分析方法 运动性质有：平衡（静止或匀速直线运动）和变速运动（常见的为匀变速），运动轨迹有直线和曲线（偏转） 对于平衡问题，结合受力图根据共点力的平衡条件可 1. 带电粒子的加速 （1）运动状态分析：带电粒子沿与电场线平行的方向进，做匀加（减）速运动 （2）用功能观点分析 注意：以上公式适用于电场 2. 带电粒子的偏转（限于匀强电场） （1）带电粒子以速度垂直于电场线方向飞入匀强电的静电力作用而做运动（轨迹为抛物线） （2）偏转运动的分析处理方法（类似平抛运动分析方）： 的匀速直线运动。 ②沿电场力方向为初速度为零的匀加速直线运动 （3）基本公式： ②运动时间：t= ③离开电场的偏转量： ④偏转角： ［总结］ 1. 在处理带电粒子在电场中运动的问题时，关键是对带带电粒子在电场中的运动问题就是电场中的力学问题， （1）带电粒子受力特点 重力：①有些粒子，如电子、质子、粒子、正负离子等，除 ②宏观带电体，如液滴、小球等除有说明或明确的暗示 ③未明确说明“带电粒子”的重力是否考虑时，可用两种与重力，若（如涉及）或结合粒子的运动过程、运动性质进行判断 （2）对于直线运动问题可用匀变速直线运动的运动学公式可用，这一 2. 对粒子偏角的讨论 在图中，设带电粒子质m、带电量为，以速度垂直于。若粒子飞出电场时偏角为，则 ，代入得 ① （1）若不同的带电粒子是从静止经过同一加速电压 ② 由①②式得： ③ 由③式可知，粒子的偏角与粒子的m无关，仅决定于 （2）粒子从偏转电场中射出时偏距，作粒子速度的反向延长线，设交于点，点与电x，则 ④ 由④式可知，粒子从偏转电场中射出时，就好像是从极处沿直线射出似的。 . 说明：直线加速器、示波器（示波管）、静电分选器等是本 （1）初速为零的不同带电粒子，经过同一加速电场、偏转 （2）初速为零的带电粒子，经同一加速电场和偏转电场、偏转位移y与偏转电压U成正比，与加速电成反比，而与带电粒子的电荷量和质量无关。 （3）在结论（1）的条件下，不同的带电粒子都像是从L／2 例1. 如图所示。在距离足够大的平行金属A、B之间有一电子，在A、B之间加上图乙所示规律的电时刻电子静止且A板电势比B板电势高，则 A. 电子在A、B两板间做谐运动 B. 在足够长的时间内，电子一定会碰上A极板 . 当时，电子将回到出发点 D. 当时，电子的移应该最大 时间内受向上的恒定静电力作用，应向A板做初速度为零的匀加速直线运动，时刻末速度达到最大。时间内电子受到一指向B板的静电力作用，开始做匀减速运动，但速度方向仍向上，T时刻末速度变为零，接下来又重复上述过程，足够长时间后，电子一定能到达A板，故正确选项为B。 答案B 小结：此题可以从图象上加以分析，F图象及图所示，由图象可以直观看出，电子在运 例2. 如图所示，带负电的.8cm，两板间的电势差为300V，60V，则带电小球? 解析取带时，小球平衡： ① 当U2=60V时，重力大于静电力，带电小球向下板做匀加速直线运动 ② ③ 由①②③得： 小结：这是一道典型的力学综合题，涉及力的平衡、牛顿 例3. 如图所示，在真。有一质量为m的小油滴，带电量q，自上极板的下表面处由静止开始u，使电荷受到向上的力。当电压等于多大，才能使小油上运动? 解析：解法一：油滴自由落体至两板中间的速度大小由得 ① 加上电压后所受合力 ② 油滴向上得加速度 ③ 再经的距离速度减小为0，即： ④ 解得 解法二：分析油滴运动的整个过程可知，前半程的加速度与后半程的加速度大小相等，方向相反，即，解得 解法三：油滴从上极板到下极板整个运动过程，对全过程应用动能定理得 解得 小结：一道题目，特别是综合题，往往有多种解法，但不 例4. 下图是v0垂直进入偏转电场，离开电场时的偏转量是h，两平行板间的距离为d，电势差为，板长为，为提高示波管的灵敏度（每单位电）可采用哪些方法? 解析：先导出示波管的灵敏度（）与有关物理量（d、l、U1等）的关系式，再作抉择 对于电子的加速过程，有