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1、第六第六节节示波器的奥秘示波器的奥秘电场电场考点一 带电粒子的加速 1运动状态分析:带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场,受到的电场力与运动方向在同一条直线上,作匀加速(或匀减速)直线运;其加速度为:2功能观点分析:带电粒子动能的变化量等于电场力做的功(适用于一切电场)在如图所示的装置中,在如图所示的装置中,A、B是真空中竖直放置是真空中竖直放置的两块平行金属板,它们与调压电路相连,两板间的电压可以的两块平行金属板,它们与调压电路相连,两板间的电压可以根据需要而改变当两板间的电压为根据需要而改变当两板间的电压为U时,质量为时,质量为m、电量为、电量为q的带电粒子,以初速度的带电粒子,以初速
2、度v0从从A板上的中心小孔沿垂直两板的板上的中心小孔沿垂直两板的虚线射入电场中,在非常接近虚线射入电场中,在非常接近B板处沿原路返回,在不计重力板处沿原路返回,在不计重力的情况下,要想使带电粒子进入电场后在的情况下,要想使带电粒子进入电场后在A、B板的中点处返板的中点处返回,可以采用的办法是回,可以采用的办法是()A使带电粒子的初速度变为使带电粒子的初速度变为v0/2B使使A、B板间的电压增加到板间的电压增加到2UC使初速度使初速度v0和电压和电压U都减小到原来的一半都减小到原来的一半D使初速度使初速度v0和电压和电压U都增加到原来的都增加到原来的2倍倍带电粒子进入电场后加速度大小为:带电粒子
3、进入电场后加速度大小为:带电粒子进入电场中的位移为:带电粒子进入电场中的位移为:由此式可见:由此式可见:当当v0变为原来的变为原来的1/2时,位移为时,位移为原来的原来的1/4;当当U变为原来的变为原来的2倍时,位移为原来的倍时,位移为原来的1/2;当当v0与与U同时变为原来的同时变为原来的1/2时,位移为原来时,位移为原来的的1/2;当当v0与与U同时变为原来的同时变为原来的2倍时,位移为原倍时,位移为原来的来的2倍倍答案答案:BC 一个带正电的微粒放在电场中,场强的大小和一个带正电的微粒放在电场中,场强的大小和方向随时间变化的规律如图所示,带电微粒只在电场力的作方向随时间变化的规律如图所示
4、,带电微粒只在电场力的作用下,在用下,在t0时刻由静止释放,则下列说法中正确的是时刻由静止释放,则下列说法中正确的是()A微粒在微粒在01 s内的加速度与内的加速度与12 s内的加速度相同内的加速度相同B微粒将沿着一条直线运动微粒将沿着一条直线运动C微粒做往复运动微粒做往复运动D微粒在第微粒在第1 s内的位移与第内的位移与第3 s内的位移相同内的位移相同解析:根据题意作出带电粒子在交变电场中运动的vt图象,如图所示由图可知在01 s内与12 s内的加速度大小相等方向相反,故A错微粒速度方向一直为正,始终沿一直线运动,B对,C错阴影部分面积为对应的第1 s、第3 s和第5 s内的位移,故D对答案
5、:BD考点二 带电粒子的偏转 1运动状态分析:带电粒子以速度v0垂直于电场线方向飞入两带电平行板产生的匀强电场中,受到恒定的与初速度方向成90角的电场力作用而做匀变速曲线运动;2运动的分析处理方法:应用运动的合成与分解知识,用类似平抛运动的方法分析处理;(1)沿初速度方向做速度为v0的匀速直线运动;(2)沿电场力方向做初速度为零的匀加速直线运动练习练习图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线,虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,线,虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点,若带电粒子在运动中只受电场力是轨迹上
6、的两点,若带电粒子在运动中只受电场力作用,根据此图不能做出正确判断的是作用,根据此图不能做出正确判断的是()A带电粒子所带电荷的符号带电粒子所带电荷的符号B带电粒子在带电粒子在a、b两点的受力方向两点的受力方向C带电粒子在带电粒子在a、b两点的速度何处较大两点的速度何处较大D带电粒子在带电粒子在a、b两点的电势能何处较大两点的电势能何处较大A 若m、q各不相同的带电粒子从静止经过同一电场加速(加速电压为U加),再进入同一偏转电场(偏转电压为U偏),则其偏移量y和偏转角各为多少?有何特点?结论:所有粒子运动的轨迹都相同。结论:所有粒子运动的轨迹都相同。练习练习一束电子流在经U5000 V的加速电
7、压加速后,在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场,如图所示,若两板间距d1.0 cm,板长l5.0 cm,那么,要使电子能从平行板间飞出,两个极板上最多能加多大电压?解析:在加速电压一定时,偏转电压U越大,电子在极板间的偏距就越大当偏转电压大到使电子刚好擦着极板的边缘飞出,此时的偏转电压,即为题目要求的最大电压加速过程,由动能定理得:进入偏转电场,电子在平行于板面的方向上做匀速运动:lv0t在垂直于板面的方向做匀加速直线运动,加速度:如图所示,abcd是一个正方形盒子cd边的中点有一个小孔e.盒子中有沿ad方向的匀强电场一个质量为m带电量为q的粒子从a处的小孔沿ab方向以初速度v0射入盒内,并恰好从e处的小孔射出(忽略粒子重力)求:(1)该带电粒子从e孔射出的速度大小(2)该过程中电场力对该带电粒子做的功(3)若正方形的边长为l,试求该电场的场强