高考物理复习-带电粒子在电场中的运动（基础）(2).doc

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1、物理总复习：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强

2、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）粒子经过电场偏转后，速

3、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为两板的间距。　

4、水平方向　③又　　④由①②③④式得荧光屏上的侧移或：当求出侧移量y后，可以用相似形求，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、(2015天津卷)如图所示．氕核、氘核、氚核三种粒子从同一位置无初速地飘入电场线水平向右的加速电场E1，之后进入电场线竖直向下的匀强电场E2发生偏转，最后打在屏上。整个装置处于真空中，不计粒子重力及其相互作用，那么A．偏转电

5、场E2对三种粒子做功一样多B．三种粒子打到屏上的速度一样大C．三种粒子运动到屏上所用的时间相同D．三种粒子一定打到屏上的同一位置【答案】AD【解析】带电粒子在加速电场中加速度，由动能定理可知:解得：粒子在偏转电场中的时间在偏转电场中的纵向速度纵向位移即位移与比荷无关，与速度无关；由相似三角形可知，打在屏幕上的位置一定相同，到屏上的时间与横向速度成反比；故选：AD。举一反三【变式】如图所示，在点电荷+Q的电场中有A、B两点，将质子和α粒子（氦的原子核）分别从A点由静止释放到达B点时，它们的速度大小之比为多少?【答案】【解析】质子和α粒子都是正离子，从A点释放将受电

6、场力作用加速运动到B点。设AB两点间的电势差为U，由动能定理有对质子：对α粒子：∴类型二、带电粒子在匀强电场中的偏转例2、（2015新课标Ⅱ卷）如图，一质量为m、电荷量为q（q>0）的例子在匀强电场中运动，A、B为其运动轨迹上的两点。已知该粒子在A点的速度大小为v0，方向与电场方向的夹角为60°；它运动到B点时速度方向与电场方向的夹角为30°。不计重力。求A、B两点间的电势差。【答案】【解析】设带电粒子在B点的速度大小为vB。粒子在垂直于电场方向上的速度分量不变，即①由此得②设A、B两点间的电势差为UAB，由动能定理得③联立②③式得④【考点】动能定理；带电粒子在

7、电场中运动举一反三【变式】两个半径均为R的圆形平板电极，平行正对放置，相距为d，极板间的电势差为U，板间电场可以认为是均匀的。一个粒子从正极板边缘以某一初速度垂直于电场方向射入两极板之间，到达负极板时恰好落在极板中心。已知质子电荷为e，质子和中子的质量均视为m，忽略重力和空气阻力的影响，求：（1）极板间的电场强度E；（2）粒子在极板间运动的加速度a；（3）粒子的初速度v0。【答案】（1）（2）（3）【解析】（1）平板电极，电势差为U，相距为d则电场强度.（2）粒子是氦核，质量数是4，电荷数是2，加速度（3）粒子的初速度：粒子在垂直于场强方向做匀速直线运动，沿场强

8、方向做初速度为零的匀加速