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专题:带电粒子在电场中的运动

一、学习目标

1、掌握带电粒子在匀强电场中的加速和偏转问题．

2、了解示波管的构造和基本原理．

3、通过带电粒子在电场中加速、偏转过程的分析，提高分析问题、解决问题的能力

二、学习重点

1.带电粒子在匀强电场中的加速问题的处理方法；

2.带电粒子在匀强电场中的偏转问题的处理方法；

三、学习难点

运用电学知识和力学知识综合处理偏转问题

示波管的工作原理

四、知识梳理：研究物理问题的两类基本方法

1、动力学——牛顿第二定律

2、功和能的关系——动能定理。

带电粒子在电场中的运动，是一个综合电场力、电势能的力学问题，研究的方法与质点动力学相同，它同样遵循运动的合成与分解、力的独立作用原理、牛顿运动定律、动能定理、功能原理等力学规律．研究时，也是按以上两种方法展开。

五、带电粒子在电场中运动的典型题型法

1、带电粒子在电场中的加速或减速

【例1】如图所示，在P板附近有一电子由静止开始向Q板运动，则关于电子到达Q板的速率,以下解释正确的是：（ ）

A. 与板间距离和加速电压两个因素有关

B. 两板间距离越大,加速的时间越长,获得的速率越大

C. 两板间距离越小,加速度越大,获得的速率越大

D. 与板间距离无关,仅与加速电压有关

2、带电粒子在电场中的偏转

【例2】如图所示，质量为m电荷量为q的带电粒子（不计重力）以平行于极板的初速度v0射入长L ，板间距离为d的平行板电容器间，两板间电压为U，（1）求出射时的动能增量

【小结】带电粒子在电场中的偏转（粒子垂直进入匀强电场）

（1）受力特点： （2）运动性质： （3）处理方法：

（2）求出射时的偏转角

【小结】：

【例3】如图所示，A为粒子源，F为荧光屏．在A和极板B间的加速电压为U1，在两水平放置的平行导体板C、D间加有偏转电压U2，导体板长为L1，距导体板L2处有一光屏F板 .现有质子由静止从A发出，经加速后以水平速度进入C、D间，最后打到F板上．求质子打在光屏上的侧移量y。

六、课后练习

1、如图所示，M、N是真空中的两块平行金属板，质量为m、电荷量为q的带电粒子，以初速度v0由小孔进入电场，当M、N间电压为U时，粒子恰好能到达N板，如果要使这个带电粒子到达M、N板间距的后返回，下列措施中能满足要求的是(不计带电粒子的重力)(　　)

A．使初速度减为原来的 B．使M、N间电压加倍

C．使M、N间电压提高到原来的4倍 D．使初速度和M、N间电压都减为原来的

2.下列带电粒子均从初速为零的状态开始在电场力作用下做加速运动，经过相同的电势差U后，哪个粒子获得的速度最大( )

A.质子
B.氘核
C.XXXXX粒子
D.钠离子

3.如图所示，虚线a、b和c是某静电场中的三个等势而，它们的电势分别为
a、
b和
c，
a＞
b＞
c.一带正电的粒子射入电场中，其运动轨迹如实线KLMN所示，由图可知（ ）

A.粒子从K到L的过程中，电场力做负功

B.粒子从L到M的过程中，电场力做负功

C.粒子从K到L的过程中，电势能增加

D.粒子从L到M的过程中，动能减少

4.如图所示，带正电的粒子以一定的初速度v0沿两板的中线进入水平放置的平行金属板内，恰好沿下板的边缘飞出，已知板长为L 内容过长，仅展示头部和尾部部分文字预览，全文请查看图片预览。 ）

A.U1变大、U2变大 B.U1变小、U2变大

C.U1变大、U2变小 D.U1变小、U2变小

6、如图14所示，质量为m、电荷量为q的带电粒子以初速度v0进入场强为E的匀强电场中，电场长度为L，电容器极板中央到光屏的距离也是L.已知带电粒子打到光屏的P点，求偏移量OP的大小.

7.如图所示，在范围很大的水平向右的匀强电场中，一个电荷量为-q的油滴，从A点以速度
竖直向上射人电场.已知油滴质量为m，重力加速度为g，当油滴到达运动轨迹的最高点B时，测得它的速度大小恰为
/2，问:

(1)电场强度E为多大?

(2)A点至最高点B的电势差
为多少?

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