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发布时间:2023-12-10 07:28:27   来源:文档文库   
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高中物理学习材料金戈铁骑整理制作☆英杰高中物理辅导☆2014-2015高二同步辅导资料9带电粒子在电场中的运动★教学大纲要求★1.掌握带电粒子在电场中加速和偏转所遵循的规律.2.知道示波器的主要构造和工作原理.★知识考点诠释★知识点1带点粒子在电场中的运动1.在电磁场中,带电粒子是否可以忽略重力的分析:是否考虑带电粒子的重力要根据具体情况而定,一般说来:(1基本粒子:如电子、质子、ɑ粒子、离子等除有说明或有明确的暗示以外,一般都不考虑重力(但并不忽略质量(2带电粒子:如液滴、油滴、尘埃、小球等,除有说明或有明确的暗示以外,一般都不能忽略重力。2.带电粒子仅受电场力时在电场中的运动(1直线运动:当电场力和速度共线时,即电场线为直线,速度与电场线方向重合。常见的电场有:孤立点电荷形成的电场;异种电荷的连线上的电场;匀强电场。(2匀速圆周运动:在某一圆上,电场强度大小相等,方向所在直线过圆心,若带电粒子的速度和圆相切,则带电粒子可能做匀速圆周运动。常见的电场有:孤立点电荷形成的电场;等量同种电荷中垂面上的电场。(3类平抛运动:在电场中若带电粒子受到的电场力为恒力,且带电粒子的初速度与电场线垂直,则带电粒子在电场中做类平抛运动。常见的电场有:匀强电场。(4任意曲线运动:当电场力和带电粒子的速度方向不共线也不垂直时。3.带电粒子仅受电场力时在电场中运动的解题方法(1力和运动关系——牛顿第二定律:根据带电粒子受到的电场力,用牛顿第二定律求出加速度,结合运动学公式确定带电粒子的速度、位移等。这种方法通常应用于受恒力作用下做匀变速运动的情况。(2功和能的关系——动能定理:根据电场力对带电粒子所做的功,引起带电粒子的能量发生变化,利用动能定理研究全过程中能量的转化,从而研究带电粒子的速度变化、经历的位移等。这种方法在所有电场中均适用。1.一带电粒子在电场中(不考虑重力的作用),下列说法中正确的是(A.不可能做匀速圆周运动B.可能做匀速直线运动C.电场力一定会做功D.可能做类平抛运动【考点】结合电场力考查了力与运动,电场的性质就是对放入其中的带电粒子具有力的作用,存在力和速度方向垂直等可能。【解析】当带电粒子在点电荷产生的电场的等势面上运动,则向心力指向圆心,电场力不做功,可以做匀速圆周运动,AC错;因为带电粒子受力不为零,则不可能做匀速直线运动,B错;当粒子垂直进入平行板电场时,做类平抛运动,D对。【答案】D知识点2带点粒子的加速1.运动状态分析:带电粒子沿平行于电场线的方向进入匀强电场,受到的电场力与运动方向在同一直线上,做匀加(速直线运动。运动学公式列方程解题。2.用功能关系分析:粒子在电场中运动时由于电场力做功,粒子动能发生变化,其动能的变化量等于电场力所做的功(电场可以是匀强电场或非匀强电场若粒子的初速度为零,则:qU11mv2解得:v2qU1200m(v0为加速以后速度若粒子的初速度不为零为v,则:qU11mv2-12qU1202mv2解得:v0v2m(v0为加速以后速度说明:在解题的时候学会分析,注意带电粒子是否有初速度;在电场中运动时是加速还是减速;2.一初速度为零的带电粒子从A板处经电压为U=4.0×103V的匀强电场加速后,B板处获得5.0×103m/s的速度,粒子通过加速电场的时间t=1.0×10-4s,不计重力作用,(1带电粒子的比荷为多大?(2匀强电场的场强为多大?(3粒子通过电场过程中的位移为多【考点】本题考查了带电粒子在电场中的加速问题。【考点】(1由动能定理得:qU1mv2q32解得:m=3.125×10C/(2粒子匀加速运动:vat由牛顿第二定律得:aEqm联立解得:E=1.6×104V/m(3由动能定理得:Eqd12mv2解得:d=0.25m答案(13.125×103C/(21.6×104V/m(30.25m知识点3带点粒子在匀强电场中的偏转1.运动状态分析:带电粒子以速度v垂直于电场线方向飞入匀强电场时,受到恒定的与初速度方向成90°角的电场力作用而做匀变速曲线运动。2.偏转问题的分析处理方法类似于平抛运动的分析处理,应用运动的合成和分解的方法:沿初速度方向为匀速直线运动,运动时间:t=lv0沿电场力方向为初速度为零的匀加速直线运动:aFEqU2qmmdm离开电场时的偏移量:y1at21U22q22dmlvql2U022dmv02离开电场时的偏转角:tanvyvatvqlU200dmv203.推论:(1粒子从偏转电场射出时速度的反向延长线过初速度方向上位移的中点。(2以相同的初速度v0进入同一偏转电场的带电粒子,不论mq否相同,只要q/m相同,即荷质比相同,则偏转距离y和偏转角θ都相同。(3若以相同的初动能EK进入同一偏转电场,只要q相同,不论m是否相同,则偏转距离y和偏转角θ都相同。(4不同的带电粒子经同一加速电场加速后(即加速电压U相同入同一偏转电场,则偏转距离y和偏转角θ都相同。3.如图ab两个带正电的粒子,以相同的速度先后垂直于电场线从同一点进入平行板间的匀强电场后,a粒子打在B板的a′点,b粒子打在B板的b′点,不计重力,则(
仅在xx´(YY´加电压:Aa的电荷量一定大于b的电荷量Bb的质量一定大于a的质量Ca的比荷一定大于b的比荷Db的比荷一定大于a的比荷【考点】本题考查带电粒子在匀强电场中的运动。【解析】据题意,带电粒子在匀强电场中做类平抛运动,其水平位移为:xvt,竖直位移为:y1at21qE2mt22,当ab以相同速度垂直电场线进入电场后,有:xv2myqE,由于vyE都相等,而b粒子的水平位移大故b粒子的mq较大,因而a粒子的qm较大,故C选项正确。答案C4.(多选如图所示,竖直放置的一对平行金属板间的电势差为U1水平放置的一对平行金属板间的电势差为U2.一电子由静止开始经U1加速后,进入水平放置的金属板间,刚好从下板边缘射出.不计电子重力,下列说法正确的是:(A.增大U1,电子一定打在金属板上B.减小U1,电子一定打在金属板上C.减小U2,电子一定能从水平金属板间射出D.增大U2,电子一定能从水平金属板间射出考点带电粒子在电场中的加速及偏转。【解析】电子在加速度电场中满足:eU112mv2,在偏转电场中:水平方向:L=vt;竖直方向:y1eU22dmt2,联立三式可得:yL2U24dU1由此式可知,减小U1,可增大偏转距离y,则电子一定打在金属板上,选项B正确,A错;减小U2,可减小偏转距离y,则电子一定能从水平金属板间射出,C对,D错。【答案】BC知识点4示波管的原理1.示波管的原理图:2.示波管的结构和原理(1结构,如上图所示,由电子枪,偏转电极和荧光屏组成,管内抽成真空。(2示波管在不同偏转电极下的分析偏转电极不加电压:从电子枪射出的电子将沿直线运动,射到荧光屏的中心点形成一个亮斑。若所加电压稳定,则电子流被加速、偏转后射到xx´YY´所在直线上某一点,形成一个亮斑(不在中心,如图所示。在图中,设加速电压为U偏转电压为U'电子电荷量为e,电子质量为m,由W=ΔEK得:eU1mv2电子进入偏转电场的速度v2eU200m在偏转电场中,电子的侧位移:y1at21Ue222dmt,其中d为两板的间距。线lv2eU0tmttlm2eU则电子离开偏转电场时的侧位移为:y121Uel2mUl22at2dm2eU4dUtanvyatvveULx0dmv02电子在离开偏转电场后在无场情况下做直线运动,由相似三角形的关系可知yL12Ly12L由以上各式得荧光屏上的侧位移距离:yeLUmvLtanLL02dL225.(多选如图所示,示波器的示波管可以视为加速电场与偏转电场的组合,若已知加速电压为U1偏转电压为U2偏转极板长为L板间距为d且电子被加速前的初速度可忽略,则关于示波器的灵敏度(即偏转电场中每单位偏转电压所引起的偏转量h/U2)与加速电场、偏转电场的关系,下列说法中正确的是(AL越大,灵敏度越高Bd越大,灵敏度越高CU1越大,灵敏度越小D.灵敏度与U2无关考点带电粒子在匀强电场中的运动.【解析】根据动能定理得,eU112mv2,粒子在偏转电场中运动的时tL1L2U2v在偏转电场中的偏转位移yeU22dmt2,解得y4dU.则灵敏度1yUL2.知L越大,灵敏度越大;d越大,灵敏度越小;U124dU1小,灵敏度越大.灵敏度与U2无关.ACD正确.【答案】ACD

本文来源:https://www.2haoxitong.net/k/doc/6d0b6c7aafaad1f34693daef5ef7ba0d4b736d3d.html

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