高考物理复习-带电粒子在电场中的运动（提高）.doc

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1、理总复习：带电粒子在电场中的运动编稿：李传安审稿：张金虎【考纲要求】1、知道带电粒子在电场中的运动规律，并能分析解决加速和偏转方面的问题；2、会结合力学知识分析解决带电粒子在复合场中的运动问题；3、知道示波管的基本原理。【考点梳理】考点一、带电粒子在匀强电场中的加速带电粒子在电场中运动时，重力一般远小于静电力，因此重力可以忽略。要点诠释：如图所示，匀强电场中有一带正电q的粒子（不计重力），在电场力作用下从A点加速运动到B点，速度由v0增加到v.A、B间距为d，电势差为UAB.（1）用动力学观点分析：，，（2）用能量的观点（动能定理）分析：能量观点既适用于匀

2、强电场，也适用于非匀强电场，对匀强电场又有。考点二、带电粒子在匀强电场中的偏转要点诠释：（1）带电粒子以垂直于电场线方向的初速度v0进入匀强电场时，粒子做类平抛运动。垂直于场强方向的匀速直线运动，沿场强方向的匀加速直线运动。（2）偏转问题的处理方法，类似于平抛运动的研究方法，粒子沿初速度方向做匀速直线运动，可以确定通过电场的时间。粒子沿电场线方向做初速度为零的匀加速直线运动，加速度；穿过电场的位移侧移量：；穿过电场的速度偏转角：。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进入同一偏转电场，射出时的偏转角度总是相同的。（2）粒子经过电场偏

3、转后，速度的反向延长线与初速度延长线的交点为粒子水平位移的中点。（与平抛运动的规律一样）考点三、示波管的构造原理（1）示波管的构造：示波器的核心部件是示波管，示波管的构造简图如图所示，也可将示波管的结构大致分为三部分，即电子枪、偏转电极和荧光屏。　　　　　（2）示波管的原理　　a、偏转电极不加电压时，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。　　b、在（或）加电压时，则电子被加速，偏转后射到（或）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，电子电荷量为e，质量为m，由得　①在电场中的侧移　②其中d为

4、两板的间距。　水平方向　③又　　④由①②③④式得荧光屏上的侧移或者：当求出侧移量y后，可以用相似形求，要利用“速度的反向延长线交于两板的中点”的结论，方程为。　　c、示波管实际工作时，竖直偏转板和水平偏转板都加上电压一般加在竖直偏转板上的电压是要研究的信号电压，加在水平偏转板上的是扫描电压，若两者周期相同，在荧光屏上就会显示出信号电压随时间变化的波形图。【典型例题】类型一、带电粒子在匀强电场中的加速例1、一电子由静止开始经电压为U1的加速电场加速后，又垂直于电场线进入电压为U2的两平行金属板间的偏转电场，射出偏转电场时沿电场线方向偏移量为y，要使y增大，则

5、一定可行的方法是（）A、U1、U2都增大B、U1、U2都减小C、U1减小，U2增大D、U2减小，U1增大【思路点拨】要分析改变哪几个量使电子的偏移量变大，基本的方法就是快速写出偏移量的表达式。这里比较明显的是增大偏转电场的电压，场强变大，电场力变大，偏移量大。【答案】C【解析】电子由静止在加速电场加速以速度v进入偏转电场故C正确。【总结升华】不同的带电粒子从静止开始，经过同一电场加速后再进入同一偏转电场，射出偏转电场时沿电场线方向偏移量y与粒子的种类无关，只与加速电场的电压U1有关（成反比）、与偏转电场的参数有关（U2、板长l、两板间距d）。举一反三【变式

6、1】如图，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。在电子能射出平行板区的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角变大的是（）　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【解析】设电子质量为m，电荷量为e，经电势差为U1的电场加速时，由动能定理得经平行板射出时，其水平速度和竖直速度分别为，由此得或当l、d一定时，增大U2或减小U1都能使偏角增大。【变式2】静电场方向平行于x轴，其电势φ随

7、x的分布可简化为如图所示的折线，图中φ0和d为已知量。一个带负电的粒子在电场中以x=0为中心，沿x轴方向做周期性运动。已知该粒子质量为m、电量为-q，其动能与电势能之和为－A（0

8、二定律，粒子的加速度⑤由匀加速直线运动将④⑤代入，得粒子运动周期类