高中物理选修3-1　带电粒子在匀强电场中的运动VIP免费

第5讲带电粒子在匀强电场中的运动一、带电粒子在电场中的加速1．运动状态分析：带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场，受到的电场力与________在同一直线上，做________运动．2．用功能关系分析(1)若粒子初速度为零，则：mv2＝qU，所以v＝________.(2)若粒子初速度不为零，则：________＝qU.以上公式适用于一切电场(包括匀强电场和非匀强电场)．二、带电粒子在匀强电场中的偏转1．运动状态分析：带电粒子以速度v0垂直于电场线方向飞入匀强电场时，受到恒定的与初速度方向________的电场力作用而做________运动．2．处理方法：类似于平抛运动的处理，应用运动的合成与分解的方法．(1)沿初速度方向做________运动，运动时间：t＝l/v0.(2)沿电场力方向做________运动．加速度为：a＝＝＝.(3)离开电场时的偏移量：y＝at2＝________.(4)离开电场时的偏转角：tanθ＝＝________.三、研究方法1．力和运动的关系——牛顿第二定律．2．功和能的关系——动能定理．四、注意：带电粒子的重力是否考虑微观粒子：电子、质子等没有特别说明或暗示外，一般不计重力．宏观粒子：带电尘埃、液滴等一般不能忽略重力．一、带电粒子在电场中运动问题的分析方法1．平衡(静止或匀速直线运动)条件：F合＝0【典型例题1】两块大小、形状完全相同的金属板正对水平放置，构成一个平行板电容器，将两金属板分别与电源两极相连接，如图所示．闭合开关S达到稳定后，在两板间有一带电液滴P恰好处于静止状态．下列判断正确的是()A．保持开关S闭合，减少两板间的距离，液滴向上运动B．保持开关S闭合，减小两板间的距离，液滴向下运动C．断开开关S，减小两板间的距离，液滴向上运动D．断开开关S，减小两板间的距离，液滴向下运动温馨提示解答此题时，把握平衡条件F合＝0以及断开开关S前后由C＝和C∝判断平行板电容器两极板间电场强度变化．记录空间2．加速或减速以初速度v0射入电场中的带电粒子，经电场力做功加速(或减速)至v，由qU＝mv2－mv得，v＝当v0很小或v0＝0时，上式简化为v＝即粒子被加速后速度的大小跟粒子的质量m、电荷量q、加速过程始末位置的电势差U有关，跟电场是否均匀、粒子的具体路径无关．【典型例题2】如图所示，水平放置的A、B两平行板相距h，上板A带正电．现有质量为m、电荷量为＋q的小球在B板下方距离为H处，以初速度v0竖直向上从B板小孔进入板间电场，欲使小球刚好打到A板，A、B间电势差UAB应为多大？温馨提示解答此题时，注意动能定理的灵活运用，注意全程重力做负功，第二个过程中电场力做负功．【变式训练1】在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为S、电流为I的电子束．已知电子的电荷量为e、质量为m，则在刚射出加速电场时，一小段长为Δl的电子束内的电子个数是()．A.B.C.D.3．偏转1．用牛顿运动定律分析．以初速度v0垂直场强方向射入匀强电场中的带电粒子，受恒定电场力作用，做类似平抛的匀变速运动，用分解观点处理．如图所示，质量为m、电荷量为q的带电粒子以平行于极板的初速度v0射入板间距离为d的平行板电容器，两板间电压为U，基本公式：(1)加速度a＝＝＝.(2)运动时间；t＝.(3)离开电场的偏转量：y＝··＝.(4)偏转角：tanθ＝＝＝.(5)推论：y＝ltanθ.2．用功能观点分析．若只有电场力做功，穿越电场过程的动能增量：ΔEk＝qU(注意，一般来说不等于qU)．【典型例题3】如图所示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，可采用的方法是()．A．增大两板间的电势差U2B．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升高一些温馨提示解答本题的关键是要通过读题理解灵敏度的物理含义，然后通过运算得出灵敏度的表达式来加以分析选择．【变式训练2】如图所示，在两条平行的虚线内存在着宽度为L、场强为E的匀强电场，在与右侧虚线相距也为L处有一与电场平行的屏，现有一电荷量为＋q、质量为m的带电粒子(重力不计)，以垂直于电场方向的初速度v0射入电场中，v0方...