高考物理一輪復(fù)習(xí)重難點(diǎn)詮釋 第九章第4講 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課件

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1、 第九章：第九章： 電電 場(chǎng)場(chǎng)重點(diǎn)難點(diǎn)詮釋04典型例題剖析07適時(shí)仿真訓(xùn)練15重點(diǎn)難點(diǎn)詮釋重點(diǎn)難點(diǎn)詮釋 跟蹤練習(xí)1 一平行板電容器中存在勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)沿豎直方向.兩個(gè)比荷(即粒子的電荷量與質(zhì)量之比)不同的帶正電的粒子a和b，從電容器的P點(diǎn)(如圖)以相同的水平速度射入兩平行板之間.測(cè)得a和b與電容極板的撞擊點(diǎn)到入射點(diǎn)之間的水平距離之比為1 2.若不計(jì)重力，則a和b的比荷之比是( ) A.1 2 B.1 8 C.2 1 D.4 1 解析 帶正電的粒子a和b在平行板電容器中的勻強(qiáng)電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，粒子與電容極板的撞擊點(diǎn)到入射點(diǎn)之間的水平距離s=v0t，豎直位移y= ，故 ，故選項(xiàng)D正確.22212

2、1tmEqatqmEqmyvs20答案 D 跟蹤練習(xí)2 如右圖所示一束帶電粒子(不計(jì)重力)，垂直電場(chǎng)線方向進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，試討論在以下情況中，粒子應(yīng)具備什么條件，才能得到相同的偏轉(zhuǎn)距離y和偏轉(zhuǎn)角.(U、d、l保持不變)重點(diǎn)難點(diǎn)詮釋重點(diǎn)難點(diǎn)詮釋 (1)進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的速度相同； (2)進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的動(dòng)能相同； (3)進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的動(dòng)量相同； (4)先由同一加速電場(chǎng)加速后，再進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng).重點(diǎn)難點(diǎn)詮釋重點(diǎn)難點(diǎn)詮釋 解析 由帶電粒子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律得： 討論：(1)因?yàn)関0相同，當(dāng)q/m相同，y、tan也相同； (2)因?yàn)橄嗤?，?dāng)q相同，則y、tan也相同； (3)因?yàn)閙v0相同,當(dāng)m、q相同或q

3、/v0相同，則y、tan也相同; (4)設(shè)加速電場(chǎng)的電壓為U由qU= ， 有： 可見，在(4)的條件下，不論帶電粒子的m、q如何，只要經(jīng)過(guò)同一加速電場(chǎng)加速，再垂直進(jìn)入同一偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，它們飛出的偏轉(zhuǎn)距離y和偏轉(zhuǎn)角度 都是相同的.答案 見解析.2002022tan,221mdvUqlvatmdvUqlaty2021mvUdUlUdUly2tan,42典型例題剖析典型例題剖析 例3 兩塊水平平行放置的導(dǎo)體板如圖所示，大量電子(質(zhì)量m、電量e)由靜止開始，經(jīng)電壓為U0的電場(chǎng)加速后，連續(xù)不斷地沿平行板的方向從兩板正中間射入兩板之間。當(dāng)兩板均不帶電時(shí)，這些電子通過(guò)兩板之間的時(shí)間為3t0；當(dāng)在兩板間加如圖所示

4、的周期為2t0，幅值恒為U0的周期性電壓時(shí)，恰好能使所有電子均從兩板間通過(guò).問(wèn)： (1)這些電子通過(guò)兩板之間后，側(cè)向位移(沿垂直于兩板方向上的位移)的最大值和最小值分別是多少？ (2)側(cè)向位移分別為最大值和最小值的情況下，電子在剛穿出兩板之間時(shí)的動(dòng)能之比為多少？典型例題剖析典型例題剖析 解析 畫出電子在t=0時(shí)和t=t0時(shí)進(jìn)入電場(chǎng)后垂直于板方向的速度的vt圖象進(jìn)行分析，設(shè)板間距離為d. 有電壓時(shí)，板間場(chǎng)強(qiáng) 電子在板間的加速度 (1) t=0時(shí)刻進(jìn)入的電子在兩板間偏轉(zhuǎn)的距離最大，t0時(shí)刻在垂直于極板方向的速度v1=at0= 在t0到2t0的時(shí)間內(nèi)，電子在垂直于極板的方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng) dUE

5、mdeUmFa00tmdeU典型例題剖析典型例題剖析 3t0時(shí)刻在垂直于極板方向的速度 由圖可知，在0到3t0的時(shí)間內(nèi)電子偏轉(zhuǎn)的距離為 t=t0時(shí)刻進(jìn)入的電子在兩板間偏轉(zhuǎn)的距離最小，電子偏轉(zhuǎn)的距離為 解得 所以mdteUtav000222233)21(2200010101maxdmdteUtvtvtvsy4235 . 121200010101mindmdteUtvtvtvsy006tmeUd meUtdsy00max622meUtdsy00min644典型例題剖析典型例題剖析 (2)由上述得 而 所以,6)(020021meUtmdeUvmeUtmdeUv32)2(020022meUv0202

6、131612/3/21212121000021202220minmaxeUeUeUeUmvmvmvmvEEkk答案 (1) (2)16 13meUtmeUt00006462典型例題剖析典型例題剖析 例4 示波器是一種多功能電學(xué)儀器，可以在熒光屏上顯示出被檢測(cè)的電壓波形，它的工作原理可等效成下列情況：如圖甲所示，真空室中電極K發(fā)出電子(初速不計(jì))，經(jīng)過(guò)電壓為U1的加速電場(chǎng)后，由小孔S沿水平金屬板A、B間的中心線射入板中.板長(zhǎng)為L(zhǎng)，兩板間距離為d，在兩板間加上如圖乙所示的正弦交變電壓，周期為T，前半個(gè)周期內(nèi)B板的電勢(shì)高于A板的電勢(shì)，電場(chǎng)全部集中在兩板之間，且分布均勻.在每個(gè)電子通過(guò)極板的極短時(shí)間內(nèi)

7、，電場(chǎng)視作恒定的.在兩極板右側(cè)且與極板右端相距D處有一個(gè)與兩板中心線(圖中虛線)垂直的熒光屏，中心線正好與屏上坐標(biāo)原點(diǎn)相交.當(dāng)?shù)谝粋€(gè)電子到達(dá)坐標(biāo)原點(diǎn)O時(shí)，使屏以速度v沿負(fù)x方向運(yùn)動(dòng)，每經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間后，在一個(gè)極短時(shí)間內(nèi)它又跳回到初始位置，然后重新做同樣的勻速運(yùn)動(dòng). (已知電子的質(zhì)量為m，帶電量為e，不典型例題剖析典型例題剖析計(jì)電子重力)求： (1)電子進(jìn)入AB板時(shí)的初速度； (2)要使所有的電子都能打在熒光屏上(熒光屏足夠大)，圖乙中電壓的最大值U0需滿足什么條件？ (3)要使熒光屏上始終顯示一個(gè)完整的波形，熒光屏必須每隔多長(zhǎng)時(shí)間回到初始位置？計(jì)算這個(gè)波形的峰值和長(zhǎng)度，在如圖丙所示的xOy坐標(biāo)

8、系中畫出這個(gè)波形.典型例題剖析典型例題剖析 解析 (1)電子在加速電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，據(jù)動(dòng)能定理，有 (2)因?yàn)槊總€(gè)電子在板A、B間運(yùn)動(dòng)時(shí)，電場(chǎng)均勻、恒定，故電子在板A、B間做類平拋運(yùn)動(dòng)，在兩板之外做勻速直線運(yùn)動(dòng)打在屏上，在板A、B間沿水平方向的分運(yùn)動(dòng)為勻速運(yùn)動(dòng)，則有：L=v1t 豎直方向，有 聯(lián)立解得 只要偏轉(zhuǎn)電壓最大時(shí)的電子能飛出極板打在屏上，則所有電子都能打在屏上，所以：meUvmveU11211221mdeuaaty且,2122122mdveuLy 212021202,22LUdUdmdvLeUym典型例題剖析典型例題剖析 (3)要保持一個(gè)完整波形，需要隔一個(gè)周期T時(shí)間回到初始位置，設(shè)某個(gè)電子運(yùn)動(dòng)軌跡如右圖所示， 有 由相似三角形的性質(zhì)，得 則 峰值為 ，波形長(zhǎng)度為x1=vT，波形如右圖所示.LymdveULvv2112tan2,221LLmdveULy聯(lián)立得又知yyLDL2/214)2(dULUDLyvdULUDLym104)2(答案 (3)見解析212012)2(2) 1 (LUdUmeU2.答案適時(shí)仿真訓(xùn)練適時(shí)仿真訓(xùn)練1.答案 C3.答案 (1)2.45103 s時(shí)刻到達(dá)A極 (2)4102 s時(shí)刻 (3)100個(gè)0205)2(22) 1 (vEemv