带电粒子在电场中的运动1 学案

高二物理学案
带电粒子在电场中的运动（一）
一、带电粒子的加速
例1、下列粒子从静止状态经过电压为U的电场加速后,速度最大的是(　　)
A.质子H)
B.氘核H)
C.α粒子He)
D.钠离子(Na+)
变式训练1、(多选)如图所示,水平放置的充电平行金属板相距为d,其间形成匀强电场,一带正电的油滴从下极板边缘射入,并沿直线从上极板边缘射出,油滴的质量为m,所带电荷量为q,则(　　)
A.电场强度的方向竖直向上
B.电场强度的方向竖直向下
C.两极板间的电势差为
D.油滴的电势能增加了mgd
二　带电粒子的偏转
例2、如图所示，质量为m、电荷量为e的电子(初速度为0)经加速电压U1加速后，在水平方向沿O1O2垂直进入偏转电场．已知形成偏转电场的平行板电容器的极板长为L(不考虑电场边缘效应)，两极板间距为d，O1O2为两极板的中线，P是足够大的荧光屏，且屏与极板右边缘的距离也为L.
(1)求粒子进入偏转电场的速度v的大小；
(2)若偏转电场两板M、N间加恒定电压时，电子经过偏转电场后正好打中屏上的A点，A点与极板M在同一水平线上，求偏转电压U2的大小．
变式训练2、长为L的平行金属板水平放置，两极板带等量的异种电荷，板间形成匀强电场，一个带电荷量为＋q、质量为m的带电粒子，以初速度v0紧贴上极板垂直于电场线方向进入该电场，刚好从下极板边缘射出，射出时速度恰与下极板成30°角，如图2所示，不计粒子重力，求：
(1)粒子末速度的大小；
(2)匀强电场的场强；
(3)两板间的距离.
三　加速偏转综合应用
例3、.一束电子流在经U=5
000
V
的加速电场加速后,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d=1.0
cm,板长l=5.0
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
变式训练3、如图所示,有一电子(电荷量为e)经电压U0加速后,进入两块间距为d、电压为U的平行金属板间,若电子从两板正中间垂直电场方向射入,且正好能穿过电场,求:
(1)电子进入偏转电场时的速度;
(2)金属板AB的长度。
课堂训练
1、如图3所示，将平行板电容器与电池组相连，两板间的带电尘埃恰好处于静止状态．若将两板缓慢地错开一些，其他条件不变，则
（
）
A．电容器带电量不变
B．尘埃仍静止
C．检流计中有a→b的电流
D．检流计中有b→a的电流
2、如图所示P和Q为两平行金属板，板间电压为U，在P板附近有一电子由静止开始向Q板运动，关于电子到达Q板时的速率，下列说法正确的是：（
）
A、两板间距离越大，加速时间越长，获得的速率就越大
B、两板间距离越小，加速度越大，获得的速率就越大
C、与两板间距离无关，仅与加速电压U有关
D、以上说法都不正确
3、.如图所示，平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度，两极板与一直流电源相连.若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器，则在此过程中，该粒子(　　)
A.所受重力与电场力平衡
B.电势能逐渐增加
C.动能逐渐增加
D.做匀变速直线运动
4、一带电粒子在电场中只受静电力作用时,它不可能出现的运动状态是(　　)
　A.匀速直线运动
B.匀加速直线运动
C.匀变速曲线运动
D.匀速圆周运动
5、、(多选)三个α粒子在同一地点沿同一方向垂直飞入偏转电场,出现了如图所示的运动轨迹,由此可判断(　　)
A.在B飞离电场的同时,A刚好打在负极板上
B.B和C同时飞离电场
C.进入电场时,C的速度最大,A的速度最小
D.动能的增加值C最小,A和B一样大
6、、.一个初动能为Ek的电子,垂直电场线飞入平行板电容器中,飞出电容器的动能为2Ek,如果此电子的初速度增至原来的2倍,则它飞出电容器的动能变为(　　)
A.4Ek
B.8Ek
C.4.5Ek
D.4.25Ek
7、右图是一个说明示波管工作原理的示意图,电子经电压U1加速后垂直进入偏转电场,离开电场时的偏转量是h,两平行板间的距离为d,电势差为U2,板长为l。为了提高示波管的灵敏度(每单位电压引起的偏转量),可采用的方法是(　　)
A.增大两板间的电势差U2
B.尽可能使板长l短些
C.尽可能使板间距离d小一些
D.使加速电压U1升高一些
8、(多选)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用下由静止开始运动，则下列说法中正确的是(　　)
A.微粒在0～1
s内的加速度与1～2
s内的加速度相同
B.微粒将沿着一条直线运动
C.微粒将做往复运动
D.微粒在第1
s内的位移与第3
s内的位移相同
9、虚线PQ、MN间存在如图所示的水平匀强电场，一带电粒子质量为m＝2.0×10－11
kg、电荷量为q＝＋1.0×10－5
C，从a点由静止开始经电压为U＝100
V的电场加速后，垂直进入匀强电场中，从虚线MN的某点b(图中未画出)离开匀强电场时速度与电场方向成30°角.已知PQ、MN间距为20
cm，带电粒子的重力忽略不计.求：
(1)带电粒子刚进入匀强电场时的速率v1；
(2)水平匀强电场的场强大小；
(3)ab两点间的电势差.
带电粒子在电场中的运动（一）选题说明
带电粒子的加速
例1、解析:经加速电场加速后的速度为v=,比荷大的粒子加速后的速度大。
答案:A
变式1、解析:由题意知带电油滴的静电力等于其重力,带电油滴受力平衡做匀速直线运动,A对,B错;由mg=q得电势差U=,C对;油滴的电势能增加量等于静电力做功的负值,即ΔEp=-W=-qU=-mgd,故油滴的电势能减少了mgd,D错。
答案:AC
二　带电粒子的偏转
例2、(1)
v＝.
(2)
U2＝.
变式训练2、
(1)　(2)　(3)L
三　加速偏转综合应用
例3、
答案:4.0×102
V
变式训练3、
答案:(1)　(2)d
课堂训练
1、电容器的动态分析
答案BC
2、带电粒子在电场中的加速C
3、电场中的平衡问题BD
4、带电粒子在电场中只受静电力作用A
5、带电粒子在电场中的偏转ACD
6、匀强电场中动能的计算D
7、加速与偏转的综合应用C
8、交变电场BD
9、带电粒子的偏转(1)1.0×104
m/s　(2)1.7×103
N/C
(3)400
V