教学案 11 带电粒子在电场中的运动 [问题设计]在真空中有一对平行金属板，由于接在电池组上而带电，两板间的电势差为U。若一个质量为m、带正电荷q的α粒子（氦原子核），在电场力的作用下由静止开始从正极板向负极板运动，板间距为d。(1)带电粒子在电场中受哪些力作用？重力能否忽略不计？(2)粒子在电场中做何种运动？(3)计算粒子到达负极板时的速度？[延伸思考] 若是非匀强电场，如何求末速度？ [要点提炼]带电粒子在电场中的直线加速常用方法是利用 ，求出粒子获得的速度。[问题设计]如图3所示，两平行板间存在方向竖直向下的匀强电场，电荷量为q的粒子以速度v0水平射入两极板间，不计粒子的重力。 (1)粒子受力情况怎样？做什么性质的运动？ (2)若板长为l，板间电压为U，板间距为d，粒子质量为m，电荷量为q，求粒子的加速度和通过电场的时间． (3)当粒子离开电场时，粒子水平方向和竖直方向的速度分别为多大？速度的偏转角θ的正切值为多少？ (4)粒子沿电场方向的偏移量y为多少？ (5)位移和水平方向的夹角正切值是多少？ [延伸思考] 如图所示，a、b两个带正电的粒子，以相同的速度先后垂直于电场线从同一点进入平行板间的匀强电场后，a粒子打在B板的a′点 ，b粒子打在B板的b′点，若不计重力，则( )A．a 的电荷量一定大于 b 的电荷量 B．b 的质量一定大于 a 的质量C．a 的比荷一定大于 b 的比荷 D．b 的比荷一定大于 a 的比荷1[要点提炼]带电粒子在电场中的偏转，关键是求出粒子在垂直电场方向的 ，加速度的求解为：a= ，再仿照平抛运动的处理方法即可解答问题。例1 如图4所示，在点电荷＋Q激发的电场中有A、B两点，将质子和α粒子分别从A点由静止释放到达B点时，它们的速度大小之比为多少？ 针对训练1 如图5所示，电子由静止开始从A板向B板运动，到达B板的速度为v，保持两板间的电压不变。则( )A．当增大两板间的距离时，速度v增大B．当减小两板间的距离时，速度v减小C．当减小两板间的距离时，速度v不变D．当减小两板间的距离时，电子在两板间运动的时间增大 例2 有一束质子（11H）和α（ 42He）粒子流，由静止经过同一电场加速，再经过同一电场偏转，是否可以把它们分开？针对训练2 一束电子流经U＝5 000 V的加速电压加速后，在与两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场，如图7所示，若两板间距d＝1.0 cm，板长l＝5 cm，那么要使电子能从平行极板间的边缘飞出。则两个极板上最多能加多大电压？2...
