2022年高中物理复习教案带电粒子在电场中的运动.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载带电粒子在电场中的运动P3. 一、带电粒子在匀强电场中的加速一般情形下带电粒子所受的电场力远大于重力,所以可以认为只有电场力做功；由动能定理 W=qU= Ek,qU1mv 21mv 0 222此式与电场是否匀强无关,与带电粒子的运动性质、轨迹外形也无关；如初速度 v0=0 就v2qUmP4. 二、带电粒子在匀强电场中的偏转侧移：,y1UqL2UL2U L d y v0 2dmv4 U0d不要死记公式,要清晰物理过程；依据不同的已知条件,改用v0 不同的表达形式 （已知初速度、 初动能、 初动量或加速电压等） ；m,q偏角：ta

2、nvyUqLUL,vy vt v2 dmv2 U0d留意到yLtan,说明穿出时刻的末速度的反向延长线与初速度延长线交点恰好在水平位2移的中点；这一点和平抛运动的结论相同；穿越电场过程的动能增量： Ek=Eqy （留意,一般来说不等于qU）P5. 对偏移公式的争论: y1UqL2UL22dmv4 U0d对于不同的带电粒子如以相同的速度射入,就 yq/m 如以相同的动能射入,就 yq 如以相同的动量射入,就 yqm 经相同电压 U 0 加速后射入,就 y 与 q 、m 无关 , 随加速电压的增大而减小,随偏转电压的增大而增大；P6. 三、示波管的原理利用两组正交的偏转极板,可以掌握电子打在电子枪

3、Y X荧 光 屏荧光屏上的位置；示意图如右：两组偏转电极YX偏 转 电分别掌握电子在水平、竖直方向的偏转；一般 + 在水平偏转电极上加扫描电压（从左向右周期性扫描） ,在竖直偏转电极上加需要争论的信号；极四、带电物体在电场力和重力共同作用下的运动；名师归纳总结 当带电体的重力和电场力大小可以相比时,不能再将重力忽视不计；这时争论对象常常被称第 1 页,共 7 页为“ 带电微粒”、“ 带电尘埃”、“ 带电小球” 等等；- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载P7. 07 年广东普宁市华侨中学三模卷6分别为 1 价和两价的静止铜离子,经过同一电

4、场加速后,再垂直经过同一偏转电场,然后落到一屏上；如图,离子重力不计,以下判定正确的是（ A D ）A离子经过加速电场时,二价铜离子受到的电场力的冲量大B在偏转电场中,电场力对两种离子做的功一样多C两种铜离子打在屏上时的速度一样大D两种铜离子打在屏上的同一点P8. 广东茂名市 20XX 年第一次模考 10如下列图,质量相同的两个带电粒子 P、Q 以相同速度沿垂直于电场方向射入两平行板间的匀强电场中,P 从两板正中心射入,Q 从下极板边缘入射入,它们最终打在同一点 重力不计 ,就从开头射入到打到上板的过程中（B D ）A、它们的运动时间 tQ tPB、它们所带电量之比 qP：qQ=1:2 C、它

5、们的动能增量之比 E KP : E KQ 1 : 2D、它们的电势能削减量之比 E P : E Q 1 : 4P9. 20XX 年物理海南卷 6.一平行板电容器中存在匀强电场,电场沿竖直方向； 两个比荷（即粒子的电荷量与质量之比）不同的带正电的粒子 a 和 b ,从电容器的 P 点（如图）以相同的水平速度射入两平行板之间；测得 a 和 b 与P 电容器极板的撞击点到入射点之间的水平距离之比为 1:2；如不计重力,就 a和 b 的比荷之比是（ D ）. 1:2 B. 1:8 C. 2:1 D. 4:1 P10. 07 年天津市五区县重点学校联考 8一个一价和二价的静止铜离子,经过同一电压加速后,

6、 再垂直射入同一匀强偏转电场,然后打在同一屏上,屏与偏转电场方向平行,以下说法正确选项（C ）A二价铜离子打在屏上时的速度小B离开偏转电场后,二价铜离子飞到屏上用的时间长C离子经加速电场加速过程中,二价铜离子受电场力的冲量大D在离开偏转电场时,两种离子在电场方向上的位移不相等名师归纳总结 P12. 2007 高考理综北京卷22（16 分）两个半径均为R 的圆形平板电极,平行正对放置,第 2 页,共 7 页相距为 d,极板间电压为U,板间电场可以认为是匀称的；一个 粒子从正极板边缘以某一初速度垂直于电场方向射入两极板之间,到达负极板时恰好落在极板中心；已知质子电荷为e,质子和中子的质量均视为m,

7、忽视重力和空气阻力的影响；求：极板间的电场强度E； 粒子在极板间运动的加速度a； 粒子的初速度v0解：（1）极间场强EU；d（2）粒子在极板间运动的加速度aeU2 md（3）由d1 at 22得：t2d2dmaeU- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - v 0RReU学习必备欢迎下载t2dmP14. 20XX年上海卷22（13 分）如下列图,边长为L 的正方形区域abcd 内存在着匀强cb电场；电量为q、动能为 Ek 的带电粒子从a 点沿 ab 方向进入电场,不计重力；（1）如粒子从c 点离开电场,求电场强度的大小和粒子离开电场时的动能；（2）如粒子离开电场

8、时动能为Ek ,就电场强度为多大？解 ：（ 1 ） L v0t ,LqEt2qEL 2, 所 以E4Ek, d2 m2 mv 0 2qLqELEktEk, E所以EktqELEk5Ek（2）如粒子由bc 边离开电场,L v0t,v yqEtqEL,ammv0E kEk1mv2q2E22 Lq2E22 L,2y2 2 mv 04Ek所以E2EkEkEk,qL如粒子由 cd 边离开电场,qELEkE k,所以EEkqLEkP16. 07 届 12 月江苏省丹阳中学试卷1715 分如下列图,竖直平行直线为匀强电场的电场线,电场方向未知,A,B 是电场中的两点,AB 两点的连线长为l 且v0 与电场线

9、所夹的锐角为 一个质量为m,电荷量为 q 的带电粒子以A初速度 v0；从 A 点垂直进入电场,该带电粒子恰好能经过B 点不考虑带电粒子的重力大小1依据你学过的物理学规律和题中所给的信息,对反映电场本身性质的B 物理量 例如电场方向,你能作出哪些定性判定或求得哪些定量结果. 2如仅知道带电小球的电荷量q、初动能 k0以及 AB 两点的连线与电场线所夹的锐角三个量,对反映电场本身性质的物理量,你能求得哪些定量结果. 解：（1）因粒子带负电且向下偏转,故电场力方向向下,所以电场方向竖直向上；名师归纳总结 水平方向匀速运动,有：l sin=v t lcos1at2第 3 页,共 7 页竖直方向做初速度

10、为零的匀加速运动,有2解得：加速度a2 v2cos0lsin2- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 由 qE= ma ,得电场强度大小E=ma学习必备欢迎下载2 2 mv 0cosqqlsin2B 点的电势高于A 点的电势,有A 、B 两点间的电势差为：v ,水平和竖直位移UAB=Elcos2 mv 0 2cos 22 mv 0 2cot2qsin2q（2）设初速度大小为v ,小球过 B 点竖直分速度为v ,瞬时速度为分别为x和y,就有：yvyt2xv 0t而ycotx所以vy2v0cot由动能定理得：1 2 1 2 1 2 2 1 2 1 2qU AB

11、mv B mv 0 m v 0 v y mv 0 mv y2 2 2 2 224 E k 0 cot所以 A 、B 间的电势差 U ABqP19. 20XX 年广东卷 6平行板间加如图 4（a）所示周期变化的电压,重力不计的带电粒子静止在平行板中心,从 t0 时刻开头将其释放,运动过程无碰板情形；图 4（ b）中,能定性描述粒子运动的速度图象正确选项 A U U0 T 2T 0 T/2 3T/2 t U0 v v v v（a）0 0 0 0t t t tA B C D图 4（b）P20. 07 年 4 月苏州中学调研卷 5一匀强电场的电场强度 E 随时间 t 变化的图像如下列图,在该匀强电场中

12、,有一个带电粒子于 t0 时刻由静止释放,如带电粒子只受电场力作用,就以下说法中正确选项（D ）A 带电粒子只向一个方向运动名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - B0s2s 内,电场力的功等于0 学习必备欢迎下载B 4s 末带电粒子回到原动身点D2.5s4s,电场力冲量等于 0 P22. 20XX 年理综重庆卷24.9 分飞行时间质谱仪可通过测量离子飞行时间得到离子的荷质比 q/m.如题 24 图 1,带正电的离子经电压为U 的电场加速后进入长度为L 的真空管 AB,可C 测得离子飞越AB 所用时间t1.改进以上方法,如

13、图24 图 2,让离子飞越AB 后进入场强为E（方向如图）的匀强电场区域BC,在电场的作用下离子返回B 端,此时,测得离子从A 出发后飞行的总时间t2,（不计离子重力）（1）忽视离子源中离子的初速度,用t1 运算荷质比 ;用t2离A L B 子真空管t1 运算荷质比 . （2）离子源中相同荷质比离子的初速度不尽相同,设两个荷质U 比都为 q/m 的离子在A 端的速度分别为v 和 v （ v v ） ,在题 24 图改进后的方法中,它们飞行的总时间通常不同,存在时间差 t.可通过调剂电场E 使 t=0.求此时 E 的大小 . 离A L B 解： 19 分 子U 真空管t2E 1 设离子带电量为q

14、,质量为 m,经电场加速后的速度为v,题 24 图就qU1 mv 22AB 做匀速直线运动,就1 离子飞越真空管,2 L=vt 1 由1 、（2）两式得离子荷质比名师归纳总结 q2 L1a,就3 第 5 页,共 7 页m2Ut214 离子在匀强电场区域BC 中做来回运动,设加速度为qE=ma t2=L2v5 va由1 、4、（5）式得离子荷质比6 q1L4 U2 1或qL22 U2m2 UEt2 2L2m2 UE两离子初速度分别为v、v,就7 tL2 vvqEm8 tL2vvqEm- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - tttL2 mvv学习必备欢迎下载9

15、v vqE要使 t0,就须 L 2 m 0 10 v v qE所以 E= 2 mv v11 qLP26. 07 年江苏省扬州市一模 1716 分如图 a所示,平行金属板 A 和 B 的距离为 d,它们的右端安放着垂直金属板的靶 MN ；现在 A、B 板上加上如图 b所示的方波形电压,t=0时 A 板比 B 板的电势高,电压的正向值为 U 0,反向值也为 U0,现有由质量为 m 的带正电且电荷量为 q 的粒子组成的粒子束,从 AB 的中点 O 以平行于金属板方向 OO的某一初速射入；设粒子能全部打在靶 MN 上,而且全部粒子在 AB 间的飞行时间均为 t,不计重力影响,试问：1在距靶 MN 的中

16、心 O 点多远的范畴内有粒子击中 . 2要使粒子能全部打在靶 MN 上,电压 U 0的数值应满意什么条件 .写出 U 0,m、 d、q,T的关系式即可 ；3电场力对每个击中靶 MN 的带电粒子所做的总功是否相等 .如相等,请证明并求出此功的数值；如不相等,求出此功的数值范畴；U Av0 O MU02T/3 T t O 0 5T/3 2T B （a）N-U 0（b）解： 1当粒子由 t=nT 时刻进入电场,向下侧向位移最大s 1U0q2 T2U0q2 TT1U0qT27 U0qT2（ 3 分）2dm3dm332dm318dm当粒子由 t=nT+2T/3 时刻进入电场,向上侧向位移最大名师归纳总结

17、 s 21U0qT2U0qT22至上方U0qT2（3 分）第 6 页,共 7 页2dm318dm在距靶 MN 的中心 O 点下方7 U0qT范畴内有粒子击中； （1 分）18dm18dm- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - （2）s 17 U0qT2d, 得U0学习必备欢迎下载（3 分）9 d2m18 dm27 qT23 电场力对全部粒子做的功都相同；名师归纳总结 证明：在一个周期内,任一带电粒子受到的电场力冲量恒为IU0qTmvy第 7 页,共 7 页d3由于 vy 恒定,故电场力做功相等；（3 分）功为W1mv21m U0qT2U02q2 T2（3 分）ydm18d2m223- - - - - - -