高中物理二轮总复习 带电粒子在电场中的运动教案

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1、命题点2带电粒子在电场中的运动本类考题解答锦囊解答“带电粒子在电场中的运动”一类试题，应了解以下内容：带电粒子的加速，在匀强电场中(若不计粒子的重力)可用运动学公式结合牛顿运动定律、动量定理或动能定理W=qEd=qU=.在非匀强电场中W=qU=带电粒子的偏转——类平抛运动：带电粒子(不计重力)以一定初速度垂直于场强方向进入匀强电场做匀变速曲线运动．垂直于场强方向做匀速直线运动，运动时间t=，平行于场强方向做初速度为零的匀加速直线运动．偏移位移y=粒子从偏转电场射出时，逆着粒子射出电场的方向看，粒子好像从极板中间x=处直接射出的．如图18-2-1所示x

2、=若不同粒子从静止经过同一加速电场(U1)加速后进入偏转电场U2，则偏移位移y=由上式可知，粒子的偏移位移，偏转角与粒子m、g无关，仅决定于加速电场和偏转电场，即不同的带电粒子从静止经过同一电场加速后进入同一偏转电场，它们在电场中的偏转角、偏移位移总是相同的.I高考最新热门题1(典型例题)汤姆生用来测定电子的比荷(电子的电荷量与质量之比)的实验装置如图所示．真空管内的阴极K发出的电子(不计初速、重力和电子间的相互作用)经加速电压加速后，穿过A'中心的小孔沿中心轴O1O的方向进入到两块水平正对放置的平行极板P和P'，间的区域．当极板间不加偏转电压时，电

3、子束打在荧光屏的中心O点处，形成了一个亮点；加上偏转电压U后，亮点偏离到O'点O'与O点的竖直间距为d，水平间距可忽略不计．此时，在p和p’，间的区域，再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场．调节磁场的强弱，当磁感应强度的大小为B时，亮点重新回到O点．已知极板水平方向的长度为L1，极板间距为b极板右端到荧光屏的距离为L2(如图18-2-2所示)．(1)求打在荧光屏O点的电子速度的大小；(2)推导出电子的比荷的表达式．命题目的与解题技巧：本题考查的知识点有带电粒子在电场中的加速、偏转和洛仑兹力．模型和运算过程都比较常见．[解析](1)当电子受到的电场力

4、与洛伦兹力平衡时，电子做匀速直线运动，亮点重新回复到中心O点，设电子的速度为v，则evB=eE得：v=E／B，即v=(2)当极板间仅有偏转电场时，电子以速度v进入后，竖直方向作匀加速运动，加速度为：a=电子在水平方向作匀速运动，在电场内的运动时间为：t1=这样，电子在电场中，竖直向上偏转的距离为：dl=离开电场时竖直向上的分速度为：⊥=at1=电子离开电场后做匀速直线运动，经t2时间到达荧光屏：t2=L2／vt1时间内向上运动的距离为：d2=vtt2=这样，电子向上的总偏转距离为：d=d1+d2=可解得[答案]2(典型例题)光滑水平面上有一边长为l的

5、正方形区域处在场强为E的匀强电场中，电场方向与正方形一边平行，一质量为m，带电量为q的小球由某一边的中点，以垂直于该边的初速度vo进入该正方形区域．当小球再次运动到该正方形区域的边缘时，具有的动能可能为答案：ABC指导：画出如D18—1所示的示意图，不防假设小球所带电荷的电性为，若在A点进入，则可能不能运动到上边而又加到下边，电场力做功为零，所以C可选．由于电场力做的是负功，小球运动到最上面时，很可能速度正好为零．所以A可选．若小球由B点进入，则动到下边时，电场力所做的功为qEl，所以小球的动能为：B可选．综上所述，本题的答案应为ABC．3(典型例题

6、)图18-2-3是某种静电分选器的原理示意图．两个竖直放置的平行金属板带有等量异号电荷，形成匀强电场．分选器漏斗的出口与两板上端处于同一高度，到两板距离相等．混合在一起的a、b两种颗粒从漏斗出口下落时，a种颗粒带上正电，b种颗粒带上负电．经分选电场后，a、b两种颗粒分别落到水平传送带A、B上．已知两板间距d=0.1m，板的长度l=0.5m，电场仅局限在乎行板之间；各颗粒所带电量大小与其质量之比均为1×105G／kg．设颗粒进入电场时的初速度为零，分选过程中颗粒大小及颗粒间的相互作用力不计．要求两种颗粒离开电场区域时，不接触到极板但有最大偏转量．重力加

7、速度g取10m／s2．(1)左右两板各带何种电荷?两极板间的电压多大?(2)若两带电平行板的下端距传送带A、B的高度H=0.3m，颗粒落至传送带时的速度大小是多少?(3)设颗粒每次与传送带碰撞反弹时，沿竖直方向的速度大小为碰撞前竖直方向速度大小的一半．写出颗粒第n次碰撞反弹高度的表达式．并求出经过多少次碰撞，颗粒反弹的高度小于0.01m.答案：(1)左板带负电荷，右板带正电荷．U=1×104V(2)v=4m/s(3)n=4指导：(1)左板带负电荷，右板带正电荷，依题意，颗粒在平行板间的竖直方向上满足．l=gt2①在水平方向上满足s=②①②两式联立得=

8、×104V(2)根据动能定理，颗粒落到水平传送带上满足(3)在竖直方向颗粒作自由落体运动，它第一次落到水平传