带电粒子在电场中的偏转和在交变电场中的运动问题导学案.docVIP

课题：6.2(第二课时) 带电粒子在电场中的偏转和在交变电场中的运动问题 编者：张建阁 必会区 两个结论 (1)不同的带电粒子从静止开始经过同一电场加速后再从同一偏转电场射出时的偏转角度总是相同的． (2)粒子经电场偏转后，合速度的反向延长线与初速度延长线的交点O为粒子水平位移的中点，即O到电场边缘的距离为. 带电粒子在匀强电场中的偏转 如图所示，在两条平行的虚线内存在着宽度为L、电场强度为E的匀强电场，在与右侧虚线相距也为L处有一与电场平行的屏．现有一电荷量为＋q、质量为m的带电粒子(重力不计)，以垂直于电场线方向的初速度v0射入电场中，v0方向的延长线与屏的交点为O.试求： (1)粒子从射入到打到屏上所用的时间； (2)粒子刚射出电场时的速度方向与初速度方向间夹角的正切值tanα； (3)粒子打到屏上的点P到O点的距离x. 例2.如图所示，水平放置的平行板电容器，上板带负电，下板带正电，带电小球以速度v0水平射入电场，且沿下板边缘飞出．若下板不动，将上板上移一小段距离，小球仍以相同的速度v0从原处飞入，则带电小球(　　) A．将打在下板中央 B．仍沿原轨迹由下板边缘飞出 C．不发生偏转，沿直线运动 D．若上板不动，将下板上移一段距离，小球可能打在下板的中央 如图所示，有一带电粒子贴着A板沿水平方向射入匀强电场，当偏转电压为U1时，带电粒子沿轨迹从两板正中间飞出；当偏转电压为U2时，带电粒子沿轨迹落到B板中间；设粒子两次射入电场的水平速度相同，则两次偏转电压之比为(　　) A．U1U2＝14　　　　　　B．U1U2＝18 C．U1U2＝12 D．U1U2＝11 例4.如图所示，静止的电子在加速电压U1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1/2 带电粒子在匀强电场中偏转的功能关系 如图所示，abcd是一个正方形盒子．cd边的中点有一个小孔e.盒子中有沿ad方向的匀强电场．一个质量为m、带电荷量为q的粒子从a处的小孔沿ab方向以初速度v0射入盒内，并恰好从e处的小孔射出．(忽略粒子重力)求： (1)该带电粒子从e孔射出的速度大小． (2)该过程中电场力对该带电粒子做的功． (3)若正方形的边长为l，试求该电场的场强. 例6.如图所示，在两块带电平行金属板间，有一束电子沿Ox轴方向射入电场，在电场中的运动轨迹为OCD.已知OA=AB，则电子在OC段和CD段动能的增加量之比△EkC:△EkD为(1:4 B.1:3 C.1:2 D.1:1 三、示波管 ．如图所示，示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成．如果在荧光屏上P点出现亮斑，那么示波管中的(　　) A．极板X应带正电　 B．极板X′应带正电 C．极板Y应带正电 D．极板Y′应带正电 ．(2011·安徽理综)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XX′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(　　) 四、带电粒子在交变电场中的运动 例9.A、B两块相距为d的平行金属板，加有如图所示的交变电压u，t=0时A板电势高于B板，这时紧靠B板有质量为m，电量为e 的电子，由静止开始在电场力作用下运动．要使电子到达A板时具有最大动能，求：所加交变电压的频率最大不得超过多少？ 例10.如图所示，是一个匀强电场的电场强度随时间变化的图象，在这个匀强电场中有一个带电粒子，在t=0时刻由静止释放，若带电粒子只受电场力作用，则电场力的作用和带电粒子的运动情况是（　　） A．带电粒子将在电场中做有往复但总体上看不断向前的运动 B．0～3s内，电场力的冲量为零，电场力做功不等于零 C．3s末带电粒子回到原出发点 D．0～4s内，电场力的冲量不等于零，而电场力做的功却为零 例11.在平行板电容器的正中央有一电子处于静止状态，第一次电容器极板上加的电压是u1=Umsinωt，第二次极板上加的电压是u2=Umcosωt，那么在电场力的作用下（假设交变电流的频率很高，极板间的距离较宽）（ ） A．两次电子都做单向直线运动 B．两次电子都做振动 C．第一次电子做单向直线运动，第二次电子做振动 D．第一次电子做振动，第二次电子做单向直线运动 ? 　 提高区 迁移应用1．如图所示，水平放置的平行板电容器，与某一电源相连，它的极板长L＝0.4 m，两板间距离d＝4×10－3 m，有一束由相同带电微粒组成的粒子流，以相同的速度v0从两极板中央平行极板射入，开关S闭合前，两板不带电，由于重力作用微粒能落到下