最新人教版高中物理选修3-1 1.9带电粒子的运动学案

第九节带电粒子在电场中的运动
课前篇（学会自主学习——不看不清）
【学习目标】
1．掌握带电粒子在电场中加速和偏转所遵循的规律．
2．知道示波管的主要构造和工作原理．
【知识储备】
1．动能定理的内容及表达式：
2．求电场力做功的方法：
【自主预习】
1．带电粒子沿电场线方向进入匀强电场后，由于电场力方向与粒子的运动方向在，且电场力是恒力，所以带电粒子只能做．
2．带电粒子的偏转（限于匀强电场）
v垂直于电场线方向飞入匀强电场时，由于电场力方向①运动状态分析：带电粒子以速度
与粒子的初速方向垂直，且电场力是恒力，所以带电粒子只能做．
②粒子偏转问题的分析处理方法类似于平抛运动的分析处理，即应用运动的合成和分解的知识方法：（已知极板长l，两极板间的距离为d，电势差为U；带电粒子的质量为m，电荷量为q）
t．
沿初速度方向为匀速直线运动，运动时间=
a．
沿电场力方向为初速度为零的匀加速直线运动，加速度=
3．示波管的结构如图，示波管主
要由、和三
部分组成．管内抽成，电子枪
通电后发射，电子在电
场作用下被加速，然后进入电
场．偏转电极一般有相互的两
组，一组控制偏转，一组控制偏转．电子经过偏转电场后打到荧光屏上使荧光粉发光．
【我的困惑】
课上篇（学会合作交流——不议不明）
【要点突破】 1．带电粒子
2．带电粒子的加速
3．带电粒子的偏转
4． 示波管的原理 【典例剖析】
【例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B 板为H 处，以初速υ0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 间电势差为多少？
【例2】如图所示，两个相同的极板Y 与Y ，
的长度
cm l 0.6=，相距cm d 2=，极板间的电压V U 200=．一个电子沿平行于板面的方向射入电场
中，射入时的速度s m v /100.37
0⨯=．把两极板间的电场
看做匀强电场，求电子射出电场时沿垂直于板面方向偏移的距
离y 和偏转的角度θ．
υ0 ．
A
B
【例3】如图所示，电子在电势差为U 1的加速电场中由静止开始运动，然后射入电势差为U 2的两块平行极板间的偏转匀强电场中，在满足电子能射出平行极板区的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角θ变大的是（ ）
A ．U 1变大、U 2变大
B ．U 1变小、U 2变大
C ．U 1变大、U 2变小
D ．U 1变小、U 2变小 【达标检测】
1．如图所示，M 和N 是匀强电场中的两个等势面，相距为d ，电势差为U ．一质量为m(不计重力)、电荷量为-q 的粒子，以速度v 0通过等势面M 射入两等势面之间，此后穿过等势面N 的速率应是(
)
A ．m
2qU B ．m 2qU v 0+ C ．m 2qU v 20+ D ．m 2qU v 20-
2．关于带电粒子(不计重力)在匀强电场中的运动情况，下列说法正确的是( ) A ．一定是匀变速运动 B ．不可能做匀减速运动 C ．一定做曲线运动
D ．可能做匀变速直线运动，不可能做匀变速曲线运动
3．如图所示，在P 板附近有一电子由静止开始向Q 板运动，则关于电子到达Q 板时的速度，下列说法正确的是( )
A ．两板间距离越大，加速的时间就越长，获得的速度就越大
B ．两板间距离越小，加速度就越大，获得的速度就越大
C ．与两板间距离无关，仅与加速电压有关
D ．以上说法均不正确
4．电子以初速度v 0沿垂直场强方向射入两平行金属板中间的匀强电场中，现增大两板间的电压，但仍能使电子穿过该电场．则电子穿越平行板间的电场所需时间( ) A ．随电压的增大而减小 B ．随电压的增大而增大 C ．与电压的增大无关
D ．不能判定是否与电压增大有关
5．如图所示，一个电子(电荷量为-e ，质量为m)以速度v 0从A 点沿着电场线方向射入场强为E 的匀强电场中，到达B 点时速度恰为零，求在此过程中， （1）电子的电势能的增量； （2）A 、B 两点的电势差；
U 1
U 2
（3）A 、B 两点的距离．
6．如图所示，匀强电场的宽度为d ，电子以速率V 0沿垂直于场强方向穿越匀强电场，偏角θ= 600
，电子的电荷量为－e ，质量为m ，求：⑴电子在场强方向的侧移； ⑵匀强电场的场强大小．
课后篇（学会应用与拓展——不练不通）
1．如图所示，有三个质量相等，分别带正电，负电和不带电的小球，从上、下带电平行金属板间的P 点．以相同速率垂直电场方向射入电场，它们分别落到A 、B 、C 三点，则（ ） A ．A 带正电、B 不带电、C 带负电 B ．三小球在电场中运动时间相等 C ．在电场中加速度的关系是a C >a B >a A D ．到达正极板时动能关系E A >E B >E C
2．带电粒子经加速电场加速后垂直进入两平行金属板间的偏转电场，要使它离开偏转电场时偏转角增大，可采用的方法有（ ）
A 、增加带电粒子的电荷量
B 、增加带电粒子的质量
C 、增高加速电压
D 、增高偏转电压
3．(2011年广东省实验中学高二月考)如图所示，一电子枪发射出的电子(初速度很小，可视为零)进入加速电场加速后，垂直射入偏转电场，射出后偏转位移为y ，要使偏转位移增大，下列哪些措施是可行的(不考虑
电子射出时碰到偏转电极板的情况)( ) A ．增大偏转电压U B ．减小加速电压U 0
C ．增大偏转电场的极板间距离d
D ．将发射电子改成发射负离子
4． (2010年济南市高二质检)如图所示，在水平向右的匀强电场中的A 点，有一个质量为m 、
E d
V
V
θ
带电荷量为－q的油滴以速度v竖直向上运动．已知当油滴经过最高点B时，速度大小也为v．求场强E的大小及A、B两点间的电势差．。