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1、带电粒子在电场中的运动带电粒子在电场中的运动学习目标1.带电粒子仅在电场力作用下加速时，可根 据动能定理或牛顿定律求速度、时间等。2带电粒子以速度v0垂直进入匀强电场时，如果仅受电场力，则做类平抛运动。3示示波波管管利利用用了了带带电电粒粒子子在在电电场场中中的的加加速速和和偏偏转转原理。原理。受力特征带电小球、尘埃、液滴带电小球、尘埃、液滴等等重重力力和和电场力电场力 电场电场力力 判断重力是否远小于电场力运动特征直线运动类平抛运动圆周运动牛牛顿顿运运动动定律定律动动能能定理定理 能能量量守恒守恒 带电粒子只在电场力作用下的加速运动带电粒子质量为m,电荷量为q（q0）,带负电，由静止释放从A
2、板到B板，做加速运动。1、A、B的电性。2、带电粒子获得的动能。3、带电粒子获得的速度大小。4、带电粒子加速的时间。-UdABFE+-UdABF带电粒子质量为m,电荷量绝对值为q，由静止释放从A板到B板，做加速运动。下列说法中正确的是：A、若粒子带正电，A板带正电B、带电粒子到达B板时，获得的动能一定为qUC、带电粒子到达B板时，电势能的减少量一定为qUD、只增大带电粒子的电荷量，粒子获得的动能一定增加E、只增大带电粒子的质量，粒子获得的动能一定增加F、只增大带电粒子的比荷（荷质比），粒子获得的动能一定增加G、只增大带电粒子的比荷（荷质比），粒子获得的速度一定增加H、只增大带电粒子的比荷（荷质
3、比），粒子加速的时间可能增加I、只增大带电粒子的质荷比，粒子加速的时间一定增加带电粒子只在电场力作用下的加速运动E例1UdABF+-带电粒子质量为m,电荷量绝对值为q，由静止释放从A板到B板，做加速运动。下列说法中正确的是：A、电键闭合，两板距离加倍，带电粒子 到达B板的动能也加倍B、电键闭合，两板距离加倍，带电粒子 到达B板的时间也加倍C、电键断开，两板距离加倍，带电粒子 到达B板的动能也加倍D、电键断开，两板距离加倍，带电粒子 到达B板的时间也加倍例2（类）平抛运动这组公式直接包含了tana=2tan,可以直接用此结论。a为速度偏转角为位移偏转角带电粒子只在电场力作用下的偏转UdAFE+L
4、V0类平抛运动平行于极板方向平行于极板方向：垂直于极板方向：垂直于极板方向：初速度为0的匀加速直线匀速运动F FEq=qU/dEq=qU/d受力受力分析分析加速度加速度+qU/d=maqU/d=ma受受力特征力特征F垂直于V0F为恒力-B+位移偏转角速度偏转角中点质量为m，带电量为q的正电荷，紧挨着上极板水平进入水平放置的平行板电容器，刚好从下极板穿出，不计空气阻力和重力，则下列说法中正确的是：（）A、电荷穿出极板所用的时间为L/V0C、只增大两极板的距离，电荷穿出电场时的动能将增大D、只增大电荷的初速度，穿出极板时的速度偏转角将增大E、只将电荷的比荷加倍，电荷将打在极板上F、只将电荷的电量减
5、半，电荷将从两极板中央穿出例3+BCD例4质量相同的带电粒子P、Q以相同的速度沿垂直于电场方向射入匀强电场中，P从平行板间正中央射入，Q从下极板边缘处射入，它们都打到上极板同一点，不计粒子重力，则()A.它们运动的时间相同B.它们运动的加速度不相等C.它们所带的电荷量相同D.静电力对它们做负功AB例52：12：11：21：212例6已已知知离离子子发发生生器器发发射射出出一一束束质质量量为为m m，电电荷荷量量为为q q的的负负离离子子，从从静静止止经经加加速速电电压压U U1 1加加速速后后，获获得得速速度度v v0 0，并并沿沿垂垂直直于于电电场场线线方方向向射射入入两两平平行行板板中中央
6、央，受偏转电压受偏转电压U U2 2作用后作用后，离开，离开电场，已知平行板长为，两板间距离为电场，已知平行板长为，两板间距离为d d，求：，求：1 1）离子在偏转电场中运动的时间、加速）离子在偏转电场中运动的时间、加速度度、离开偏转电场的离开偏转电场的速度速度v v的的大小和速度大小和速度偏转角的正切值；偏转角的正切值；2 2）离子在离开偏转电场时）离子在离开偏转电场时的侧向的侧向偏移量偏移量和位移偏转和位移偏转角的正切值。角的正切值。带电粒子先加速再偏粒子先加速再偏转解：解：l+-q qv v0 0F Fu u1 1v vy yv v0 0由动能定理得到由动能定理得到1 1）离子在偏转电场
7、中运动的时）离子在偏转电场中运动的时间、加速度、速度间、加速度、速度t=a=v vy y=atv vv v1234562 2）离子在离开偏转电场时）离子在离开偏转电场时的侧向的侧向偏移量偏移量和位移偏转和位移偏转角的正切值。角的正切值。l+-q qyv v0 0F F u u1 1v vy yv v0 0位移偏转位移偏转角的正切值：角的正切值：与带电粒子与带电粒子q、m无无关，只取决于加速关，只取决于加速电场和偏转电场电场和偏转电场7y8侧向位移速度偏转角正切值位移偏转角正切值如图所示，电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始运动，然后射入电势差为U2的两块平行极板间的电场中，射入方向跟极板平
8、行，整个装置处在真空中，电子的重力可忽略在满足电子能射出平行极板的条件下，下述四种情况，一定能使电子的偏转角变大的是()AU1变大、U2变大BU1变小、U2变大CU1变大、U2变小DU1变小、U2变小B例7.(多选)如图所示是某示波管的示意图，电子先由电子枪加速后进入偏转电场，如果在偏转电极上加一个电压，则电子束将会偏转，并飞出偏转电场下列措施中能使电子偏转距离变大的是()A尽可能把偏转极板L做得长一点B尽可能把偏转极板L做得短一点C尽可能把偏转极板间的距离d做得小一点D将电子枪的加速电压提高AC例8有一种电荷控制式喷墨打印机的打印头的结构简图如图所示，其中墨盒可以喷出极小的墨汁微粒，此微粒经
9、过带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，显示出字符现为了使打在纸上的字迹扩大，下列措施可行的是()A增大墨汁微粒所带的电荷量B增大墨汁微粒的质量C减小极板的长度D减小偏转板间的电压A例9一束电子流经U15 000 V的加速电压加速后，在距两极板等距离处垂直进入平行板间的匀强电场，如图所示，两极板间电压U2400 V，两极板间距离d2.0 cm，板长L15.0 cm.(1)求电子在两极板间穿过时的偏移量y；(2)若平行板的右边缘与屏的距离L25 cm，求电子打在屏上的位置与中心O的距离Y(O点位于平行板水平中线的延长线上)；(3)若另一个质量为m(不计重力)的二价负离子
10、经同一电压U1加速，再经同一偏转电场射出，则其射出偏转电场的偏移量y和打在屏上的偏移量Y各是多大？例10L1v0t1 y0.25 cm.由得：(1)(2)(3)1L2v0t2vyat1Yy+vy t2567解题步骤带着问题找条件快速读题找到对应知识点或方法建立方程求解知大概关键突破模型落实拿分WWW.COMEWHOWHEREWHY例11带着问题找条件快速读题找到对应知识点或方法建立方程求解类平抛运动时间匀速L=V0 t1带着问题找条件找到对应知识点或方法建立方程求解（2）t=0时刻进入金属板间的粒子离 开电场时在竖直方向的位移大小；竖直方向的位移大小运动的合成与分解运动的独立性先做匀加速运动，
11、后做匀减速运动qE=maEd=U0y=y1+y223456y=7cm（3）撤去挡板后荧光屏上的光带宽度。带着问题找条件光带宽度持续射向挡板撤去挡板不同时刻进入的粒子，竖直方向偏转的位移不等，穿过极板所用时间相等，穿出极板时的速度相等。找到竖直位移的最大值和最小值。图像法分析v (m/s)o123451cm7cm19cm打到最上方打到最下方1cm打到最上方打到最下方（3）撤去挡板后荧光屏上的光带宽度。打到最上方恰好从A极板右端穿出打到最下方恰好从B极板右端上方距离h处穿出1cm7cm19cm1cm打到最上方打到最下方光带宽度D=d-h=19cm灯丝加热电源电子加速电压右侧视图电子打在屏幕上的P点：X是极，Y是极。正正(多选)示波管的构造如图所示如果在荧光屏上P点出现亮斑，那么示波管中的()A极板X应带正电B极板X应带正电C极板Y应带正电D极板Y应带正电PAD例12