2014届高考物理一轮复习 专题：带电粒子在电场中的运动教学案.doc

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1、专题：带电粒子在电场中的运动一．考点整理基本概念1．示波管：⑴构造：由、电极和荧光屏组成，结构如图所示．⑵工作原理：①如图所示，如果在偏转电极XX′和YY′之间都没有加电压，电子束从电子枪射出后沿直线传播，打在荧光屏，在那里产生一个亮斑．②YY′上加的是待显示的．XX′上是仪器自身产生的锯齿形电压，叫做．若所加扫描电压和信号电压的周期相同，就可以在荧光屏上得到待测信号在一个周期内随时间变化的稳定图象．2．带电粒子在电场和重力场的复合场中的受力⑴重力：①基本粒子，如电子、质子、α粒子、正负离子等，除有说明或明确的暗示以外，在电场中运动时均重力（但并不忽略质量）；②宏观带电体，如液滴

2、、小球等除有说明或明确的暗示以外，一般重力；③未明确说明“带电粒子”的重力是否考虑时，可用两种方法进行判断：一是比较静电力qE与重力mg，若qE>>mg，则忽略重力，反之要考虑重力；二是题中是否有暗示（如涉及竖直方向）或结合粒子的运动过程、运动性质进行判断．⑵静电力：一切带电粒子在电场中都要受到静电力F=，与粒子的运动无关；静电力的大小、方向取决于电场（E的大小、方向）和电荷的，匀强电场中静电力为恒力，非匀强电场中静电力为变力．二．思考与练习思维启动1．如图所示，一个带电粒子从粒子源飘入（初速度很小，可忽略不计）电压为U1的加速电场，经加速后从小孔S沿平行金属板A、B的中心线射入

3、．A、B板长为L，相距为d，电压为U2.则带电粒子能从A、B板间飞出应该满足的条件是（）A．

4、类探讨典型问题〖考点1〗带电粒子在电场中运动的实际应用——示波管【例1】如图所示为示波管的原理图，从电子枪中炽热的金属丝发射的电子，其初速度可视为零．电子枪的加速电压为U0，紧挨着偏转电极YY′和XX′．设偏转电极的极板长均为l1，板间距离均为d，偏转电极XX′的右端到荧光屏的距离为l2，电子的电荷量为e、质量为m（不计偏转电极YY′和XX′二者的间距）．在YY′、XX′偏转电极上不加电压时，电子恰能打在荧光屏上坐标轴的原点．若只在YY′偏转电极上加电压UYY′=U1（U1>0），则电子到达荧光屏上的速度为多大？甲乙丙【变式跟踪1】图（甲）为示波管的原理图．如果在电极YY′之间所

5、加的电压按图（乙）所示的规律变化，在电极XX′之间所加的电压按图（丙）所示的规律变化，则在荧光屏上会看到的图形是（）〖考点2〗带电粒子在匀强电场与重力场的复合场中运动【例2】如图所示，一带电荷量为+q、质量为m的小球，从距地面高h处以一定的初速度水平抛出，在距抛出点水平距离为L处有根管口比小球略大的竖直细管，管的上口距地面0.5h．为了使小球能无碰撞地通过管子，可在管子上方整个区域内加一水平向左的匀强电场，求：⑴小球的初速度v0的大小；⑵应加电场的场强大小；⑶小球落地时的功能．【变式跟踪2】如图所示的xOy平面内（y轴的正方向竖直向上）存在着水平向右的匀强电场，有一带正电的小球自

6、坐标原点O沿y轴正方向竖直向上抛出，它的初动能为5J，不计空气阻力，当它上升到最高点M时，它的动能为4J．⑴试分析说明带电小球被抛出后沿竖直方向和水平方向分别做什么运动；⑵若带电小球落回到x轴上的P点，在图中标出P点的位置，并大致绘出其轨迹；⑶求带电小球到达P点时的动能．4〖考点3〗带电粒子在交变电场中的运动【例3】有一对长为L，相距为d的水平放置的平行金属板A，B，在两极板间加如图所示的交变电压，t=0时，一正离子以速度v0从d/2处沿平行金属板进入电场，然后从电场中飞出，为保证离子在d/2处离开电场，则交变电压的频率应满足什么条件？at0.25T0.5T0.75TTE02E0

7、－E0－2E00【变式跟踪3】一电荷量为q（q＞0）、质量为m的带电粒子在匀强电场的作用下，在t＝0时由静止开始运动，场强随时间变化的规律如图所示．不计重力，求在t＝0到t＝T的时间间隔内⑴粒子位移的大小和方向；⑵粒子沿初始电场反方向运动的时间．〖考点4〗等效法在复合场中的应用【例4】如图所示，绝缘光滑轨道AB部分为倾角为30°的斜面，AC部分为竖直平面上半径为R的圆轨道，斜面与圆轨道相切．整个装置处于场强为E、方向水平向右的匀强电场中．现有一个质量为m的小球，带正电荷量为q＝，