高考物理一轮总复习【课件】第六章 静电场X3-1-6-4

动
探 究
速直线运动，tanθ＝vy/vx，vy＝at＝qUl/mdv0，vx＝v0，
第15页
必修1 第1章 第1讲
高考总复习·课标版·物理
基
础 知
所以 tanθ＝qUl/mdv20；如果增大微粒的比荷，偏移量将
识
回 顾
增大，选项 A 错误；如果减小微粒的初动能，偏移量将增大，
选项 B 错误；如果减小偏转极板的长度，偏移量将减小，选 课
课
考
设偏转角度为 θ，则 tanθ＝vv0y＝vat0＝meUdvl120，
点
互 动 探
所以有 l2tanθ＝emUdlv1l202，
时 跟 踪 训 练
究
即 y′＝y＋l2tanθ＝2eml21dUv20＋emUdlv1l202＝melv1U20dl2＋l21.
第19页
必修1 第1章 第1讲
必修1 第1章 第1讲
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A．增大墨汁微粒的比荷
基
础 知
B．减小墨汁微粒进入偏转电场时的初动能
识
回
C．减小偏转极板的长度
顾
D．增大偏转极板间的电压
课
时
考 点 互
[解析] 据题意，带电的墨汁微粒以一定的速度进入偏 转电场后，沿水平方向做匀速直线运动，沿竖直方向做匀加
跟 踪 训 练
踪 训 练
探
究 灵敏度 φ，试推导灵敏度的表达式，并提出提高灵敏度可以
采用的方法．
第18页
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[解析] (1)根据几何知识可知 y′＝y＋l2tanθ，
基 础 知
电子在电场中运动的时间 t＝vl10，
识 回 顾
偏移量 y＝12at2＝12·meUd·vl2120，
从阴极 K 发射的电子经电势差 U0＝4500 V 的阳极
加速后，沿平行于板面的方向从中央射入两块长 L1＝10 cm，
基 础
间距 d＝4 cm 的平行金属板 AB 之后，在离金属板边缘 L2＝75
知
识 cm 处放置一个直径 D＝20 cm 的带有记录纸的圆筒(如图所
回
顾 示)，整个装置放在真空内，电子发射的初速度不计．已知电
时 跟
考
点 互
示波形．
踪 训 练
动
探
究
第12页
必修1 第1章 第1讲
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(2)示波管类问题解题流程
基 础 知 识 回 顾
课
时
跟
考 点 互
踪 训 练
动
探
究
注：x、y 为在偏转极板内的偏转位移，而不是在荧光屏
上的偏转位移．
第13页
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[跟踪训练]
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(2)电子在加速电场加速后，有12mv20＝eU1，
基 础 知
得 v0＝
2eU1 m
识
回 顾
电子在 YY′内的加速度为 a＝meUd，
课
考
电子在 YY′内运动的时间 t＝vl10＝l1 2emU1，
点
互 动 探 究
所以偏转位移 y＝12at2＝4UdUl211，
时 跟 踪 训 练
基 长为 l1，偏转电极 YY′荧光屏的距离为 l2.电子所带电荷量为
础 知 识
e、质量为 m，以 v0 的速度垂直于电场强度方向射入匀强电
回 顾
场，如图乙所示．试求 y′.
(2)设电子从阴极射出后，经加速电场加速，加速电压为
课 时
跟
考 点 互 动
U，从偏转电场中射出时的偏移量为 y.在技术上我们把偏转 电场内单位电压使电子产生的偏移量(即 y/U)称为示波管的
础
知 时刻有一个电子从 M 板处无初速度释放，经过 1.5 个周期刚
识
回 顾
好到达 N 极板．电子的电荷量为 e，质量为 m.求：
课
时
跟
考 点 互
踪 训 练
动
探
究
(1)该电子到达 N 板时的速率 v；
(2)在 1.25 个周期末该电子和 N 板间的距离．
第24页
必修1 第1章 第1讲
[帮你审题]
基 础 知 识 回 顾
用转动圆筒替代荧光屏将竖直亮线展开，亮点在记录纸的运
动是匀速直线运动，与电子束水平扫描效果相同．
第8页
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[尝试解答] (1)由 eU0＝12mv20得电子入射速度
基
础 知 识 回
v0 ＝
2eU0 m
＝
2×1.6×10－19×4500 9×10－31
m/s ＝ 4×107
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基 础 知 识 回 顾
第 4 讲 带电粒子在电场中运动的综合问题 课
时
跟
考 点 互
踪 训 练
动
探
究
第1页
必修1 第1章 第1讲
基
础
知
识 回 顾
基础
考 点 互 动 探 究
第2页
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知识回顾
课 时 跟 踪 训 练
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课 时 跟 踪 训 练
动
探 标不同，因此连续打出的亮点按 X、Y 方向的信号电压拉开
究
排列成“线”．
第4页
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2．XX′扫描电压的作用
竖直平行放置的一对金属
基
础 知
板 XX′，加上偏转电压 Ux 后
识
回 顾
使电子束沿水平方向偏转，Ux
称为扫描电压，波形如图所示．不同时刻的偏转电压不同，由 课
考 点 互 动
如，在 YY′上加信号电压 u＝220 2sin100πt V，在 t＝6100 s
踪 训 练
探 究
时 射 入 极 板 的 电 子 ， 偏 转 电 压 可 认 为 是 u ＝ 220
2
sin100π×6100 V＝110 2 V 不变．
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基
础 知
动，确定电子在记录纸上的偏转位移随时间变化的关系式并
识
回 顾
定性画出 1 s 钟内所记录的图形．(电子穿过 AB 的时间很短，
可认为这段时间内板间电压不变)．
课 时
考 点 互
[思维启迪]
电子的加速和竖直偏转跟示波管完全相
跟 踪
训
同，没有水平偏转电极，则电子会在屏上打出一条竖直亮线， 练
动
探 究
踪 训
练
动 探
般用牛顿运动定律求解)，二是粒子做往返运动(一般分段研
究
究)，三是粒子做偏转运动(一般根据交变电场特点分段研究)．
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基
础
知 识
2．借助图象，展示物理过程
回
顾
带电粒子在交变电场中运动时，受静电力作用，其加速
度、速度等均做周期性变化，借助图象来描述它在电场中的
考 点 互 动 探 究
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[尝试解答] (1)根据题图象可知，粒子先匀加速T2，再匀
基 减速T2速度减到零，最后匀加速T2到达 N 板，根据动能定理得
础
知 识 回 顾
eU30＝12mv2－0，解得 v＝
子质量 m＝0.9×10－30 kg，电子电荷量 e＝1.60×10－19 C，不 课
时
考虑相对论效应．
考 点 互
跟 踪 训 练
动
探
究
第7页
必修1 第1章 第1讲
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若在两金属板上加上 U＝1000cos2πt(V)的交流电压，并
使圆筒绕中心轴按图示方向以 ω＝4π rad/s 的角速度匀速转
1．有一种电荷控制式喷墨打印机的打印头的结构简图如
基
础 知
图所示．其中墨盒可以喷出极小的墨汁微粒，此微粒经过带
Hale Waihona Puke 识回 顾电室后以一定的初速度垂直射入偏转电场，再经偏转电场后
打到纸上，显示出字符．已知偏移量越小打在纸上的字迹越 课
时
考 小，现要缩小字迹，下列措施可行的是( )
点 互
跟 踪 训 练
动
探
究
第14页
础 知
在偏转电极 YY′上加电压，电子在偏转电极 YY′的电场中
识
回 顾
发生偏转，离开偏转电极 YY′后沿直线前进，打在荧光屏上
的亮斑在竖直方向发生位移 y′，如图乙所示．
课
时
跟
考 点 互
踪 训 练
动
探
究
第17页
必修1 第1章 第1讲
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(1)设偏转电极 YY′上的电压为 U、板间距离为 d，极板
(2)双向偏转确定亮点的坐标位置：电子在两个方面的偏
基 础
转互不影响，均当作类平抛运动处理．由 X 和 Y 方向同时刻
知
识 回 顾
加上的偏转电压 Ux、Uy，通过式子 x＝12axt2＝4UdxUL21，y＝12ayt2
考 点 互
＝4UdyUL21等分别计算电子打在荧光屏上的侧移距离 x、y，则亮 点的位置坐标为(x，y)．不同时刻偏转电压不同，亮点位置坐
时
考 点 互 动
项 C 正确；如果增大偏转极板间电压，偏移量将增大，选项 D 错误．
跟 踪 训 练
探
究
[答案] C
第16页
必修1 第1章 第1讲
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2．如果在示波器偏转电极 XX′和 YY′上都没加电压，
电子束从金属板小孔射出后将沿直线运动，打在荧光屏上，
基 在那里产生一个亮斑．如果在偏转电极 XX′上不加电压，只
课 时
跟
考 点 互 动
运动情况，可直观展示物理过程，从而获得启迪，快捷地分 析求解．
踪 训 练
探
究
第23页
必修1 第1章 第1讲
高考总复习·课标版·物理
(2015·惠州二调)如下图甲所示，两块平行金属板
MN 间的距离为 d，两板间电压 U 随 t 的变化规律如图乙所示，
基 电压的绝对值为 U0.t＝0 时刻 M 板的电势比 N 板低．在 t＝0
考点一 示波管的工作原理
1．亮点位置的确定
基
(1)恒压处理：分别在偏转电极 XX′和 YY′所加的扫描
础
知 识
电压和波形电压都是变化电压，但其变化周期比电子经过极
回 顾
板的时间要长得多，相比之下，电子经过极板的时间可当作
一个周期中的某“时刻”，所以在处理计算电子的偏转距离 课
时
时，电子经过极板的时间内电压可当作恒定电压来处理．例 跟
偏转图形如图所示．
课 时
跟
考 点 互 动
[答案] y＝29cos2πt(m) 图形见解析图
踪 训 练
探
究
第11页
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基
础
知
识 回
(1)本例中没有扫描极板 XX′，如果仍使用
顾
不动的荧光屏，则只能在屏上打出一条竖直亮线．转动圆筒
课
的作用等效加上扫描电压，让图线沿水平方向“展开”，显
踪 训 练
究
第21页
必修1 第1章 第1讲
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基 二 带电粒子在交变电场中的运动
础
知 识
1．分过程解决问题
回
顾
不同过程电场不同，带电粒子受力不同，加速度不同，
但有规律可循，特别是对称性的思路往往是解决问题的捷径．
课 时
跟
考 点 互
此类题型一般有三种情况：一是粒子做单向直线运动(一
时
考 点 互
于侧移距离与偏转电压成正比，电子在荧光屏上打出的亮点相 对原点的位置不同，在一个周期 T 内，亮点沿 x 方向从负向最
跟 踪 训 练
动
探 究
大侧移经原点 O 向正向最大移动，完成一次“扫描”，由于
周期 T 很短，因此人眼观察到的就是一条水平亮线．
第5页
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23Um0e.
(2)根据粒子运动的对称性可知，粒子每T2 运动d3的距离，
课 时
跟
考 点 互
从 1.25T 到 1.5T 的时间内，粒子运动了34×d3＝d4，故 1.25 个周
踪 训 练
动 探 究
期末该电子和 N 极板间的距离 s＝d4.
[答案] (1)
2U0e 3m
(2)d4
第26页
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根据灵敏度的定义 φ＝Uy ＝4dl21U1.
第20页
必修1 第1章 第1讲
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基 础
根据 φ 的表达式可知，要提高示波管的灵敏度，可增加
知
识 回
偏转电极的长度、减小偏转电极间距离或减小电子枪的加速
顾
电压．
课
时
跟
考
点 互 动 探
[答案] (1)melv1U20dl2＋l21 (2)φ＝Uy ＝4dl1U2 1 方法见解析考点
跟 踪 训
练
电子从飞离极板至到达圆筒时偏距 y2＝vyt2＝emEvL01·Lv02＝
eEL1L2 mv20
第10页
必修1 第1章 第1讲
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故在纸上记录落点的总偏距
基
础 知 识
y＝y1＋y2＝L21＋L2L2U1E0＝29cos2πt(m)
回
顾
因圆筒每秒钟转 2 周，故在 1 s 内，电子在记录纸上的
顾
m/s
课
时
跟
考 点 互
踪 训 练
动
探
究
第9页
必修1 第1章 第1讲
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加交流电压时，A、B 两极间场强
基 础
E＝Ud ＝2.5×104cos2πt(V/m)
知 识
电子飞出板间时偏距
回
顾
y1＝12at21＝2emE Lv012
课
时
考 点 互 动 探 究
电子飞出板间时竖直速度 vy＝at1＝emE·Lv01
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基
础
知
识 回
如果扫描电压的频率 fx 等于 YY′上所加波形电压的频
顾
率 fy，则在荧光屏上显示一个完整的波形；如果 fy＝2fx，则 课
考 点 互
Tx＝2Ty，水平扫描一次，竖直变化 2 次，因此得到两个完整 波形，依次类推．
时 跟 踪 训 练
动
探
究
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