高三物理一轮复习 课题：带电粒子在电场中的运动教学案

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1、高三物理一轮复习教学案课题：带电粒子在电场中的运动知识梳理一．带电粒子在电场中的直线运动——加速处理方法，可用动能定理、牛顿运动定律或用功能关系。qU=mvt2/2-mv02/2∴vt=，若初速v0=0，则v=。二.带电粒子在电场中的曲线运动——偏转处理方法：灵活应用运动的合成和分解。带电粒子在匀强电场中作类平抛运动，U、d、l、m、q、v0已知。ULdv0αyvtθθ（1）穿越时间:（2）速度规律（3）位移规律（4）角度规律证明：在带电的平行金属板电容器中，只要带电粒子垂直电场方向射入（不一定在正

2、中间），且能从电场中射出如图所示，则粒子射入速度v0的方向与射出速度vt的方向的交点O必定在板长L的中点.二、例题精讲例一、如图所示，从F处释放一个无初速的电子向B极方向运动，指出下列对电子运动的描述中哪句是错误的（设电源电动势为U）A.电子到达B板时的动能是UeVB.电子从B板到达C板动能变化量为零C.电子到达D板时动能是3eVD.电子在A板和D板之间做往复运动+-+--例二．电子在电势差U1的加速电场中由静止开始运动，然后垂直射入电势差为U2的两块平行极板间的电场中，在满足电子能射出平行板区的条

3、件下，电子与入射方向的偏转角θ由哪些因素决定？【例三】如图所示，热电子由阴极飞出时的初速忽略不计，电子发射装置的加速电压为U0。电容器板长和板间距离均为L=10cm，下极板接地。电容器右端到荧光屏的距离也是L=10cm。在电容器两极板间接一交变电压，上极板的电势随时间变化的图象如左图。（每个电子穿过平行板的时间极短，可以认为电压是不变的）求：①在t=0.06s时刻，电子打在荧光屏上的何处？o0.10.20.30.40.53U0u0.06LLLU0yOt②荧光屏上有电子打到的区间有多长？③屏上的亮点如

4、何移动？三、随堂练习1．如图所示，水平放置的A、B两平行板相距h，上板A带正电。现有质量为m、带电量为+q的小球在B板下方距离为H处，以初速v0竖直向上从B板小孔进入板间电场，欲使小球刚好打到A板，A、B间电势差UAB应为多少？2．一个初动能为Ek的带电粒子，以速率v0垂直电场线方向飞入带电的平行板电容器，飞出时带电粒子动能为飞入时动能的2倍。如果说使带电粒子的初速率变为原来的2倍，那么它飞出电容器的时刻，动能为（）A．4EkB．4.25EkC．5EkD．8Ekdv03．一束质量为m、电量为q的带电

5、粒子以平行于两极板的速度v0进入匀强电场，如图所示，如果两极板间电压为U，两极板间的距离为d、板长为L。设粒子束不会击中极板，则粒子从进入电场到飞出电场时的电势能的变化量为。（粒子的重力忽略不计）v02v0E4．如图所示，一个质量为m、带电量为q的微粒，从a点以初速度v0竖直向上射入图示匀强电场，微粒通过b点时的速度大小为2v0，方向水平向右，则匀强电场的电场强度E和a、b两点的电势差Uab各多大？5.a、b、c三个α粒子由同一点垂直场强方向进入偏转电场，其轨迹如图所示，其中b恰好飞出电场，由此可以

6、肯定①在b飞离电场的同时，a刚好打在负极板上②b和c同时飞离电场③进入电场时，c的速度最大，a的速度最小④动能的增量相比，c的最小，a和b的一样大A.①B.①②C.③④D.①③④+-+--6．如图所示，离子发生器发射出一束质量为m，电量为q的离子，从静止经加速电压U1加速后离开电场。已知平行板长为L，两板间距离是d，求离子离开偏转电场时的侧移距离和偏向角的正切值。讨论：对于不同的带电粒子（1）若以相同的速度射入，则y与成正比（2）若以相同的动能射入，则y与成正比（3）若以相同的动量射入，则y与成正

7、比（4）若经相同的电压U0加速后射入，则y=UL2/4DU0，与m、q关，随加速电压的增大而，随偏转电压的增大而。④偏转角正切：（从电场出来时粒子速度方向的反向延长线必然过）o0.10.20.30.40.53U0u0.06LLLU0yOt【例2】如图所示，热电子由阴极飞出时的初速忽略不计，电子发射装置的加速电压为U0。电容器板长和板间距离均为L=10cm，下极板接地。电容器右端到荧光屏的距离也是L=10cm。在电容器两极板间接一交变电压，上极板的电势随时间变化的图象如左图。（每个电子穿过平行板的时间

8、极短，可以认为电压是不变的）求：①在t=0.06s时刻，电子打在荧光屏上的何处？②荧光屏上有电子打到的区间有多长？③屏上的亮点如何移动？解：①由图知t=0.06s时刻偏转电压为1.8U0，可求得y=0.45L=4.5cm，打在屏上的点距O点13.5cm。②电子的最大侧移为0.5L（偏转电压超过2.0U0，电子就打到极板上了），所以荧光屏上电子能打到的区间长为3L=30cm。③屏上的亮点由下而上匀速上升，间歇一段时间后又重复出现。3.带电物体在电场力和重力共同作用下的运