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高三复习 带电粒子在电场中的运动

第六章

静电场

高三物理备课组

第三讲 带电粒子在电场中的运动 [学习目标] 知道带电粒子的加速和偏转规律及简单应用 了解示波管的主要结构及原理 培养综合分析问题的能力 体验牛顿二定律和功能关系的思想方法在静电场中的应用 [课前汇报] 电容器的结构 电容器的作用 [定向导学] 我们知道,放入电场中的电荷受到电场力的作用使其状态改变,电荷运动中电场力做功使其能量 改变,人们可以通过电场操控电荷的行为而为人类服务,本节复习带电粒子在电场中的运动,在 高考考纲中属于Ⅱ级要求。 [自主学习] 一、带电粒子的加速 如图真空中有一对平行金属板,两板间电势差为 U 质量为 m 带正电量为 q 的粒子,无初速的放入 真空中两带电平行板产生的电场中,两板间距为 d。 (忽略粒子重力) 质子将 运动,它从另一板 0 孔处穿出时的速度 vo=

[合作探究] 问题:如图所示的示波管部分装置,炽热的金属丝可以发射电子,金属丝和竖直金属板之间加以 电压 U1=2500V,发射出的电子被加速后,从金属板上的小孔 S 射出。装置右侧有两个相同的平行 金属极板水平正对放置,板长 l=6.0cm,相距 d=2.0cm,两极板间加以电压 U2=200V 的偏转电场。 从小孔 S 射出的电子恰能沿平行于板面的方向由极板左端中间位置射入偏转电场。 已知电子的电 荷量 e=1.6×10 C,电子的质量 m=0.9×10 kg,设电子刚离开金属丝时的速度为 0,忽略金属 极板边缘对电场的影响,不计电子受到的重力。求: (1)电子射入偏转电场时的动能 Ek; (2)电子射出偏转电场时在竖直方向上的侧移量 y; (3) 电子在偏转电场运动的过程中电场力对它所做的功 W。 -19 -30

[有效训练] 二、带电粒子的偏转 如图初速度 v0 的电子飞入真空中两带电平行板之间。板长为 L,两板间距离是 d.两板间电压是 U, 若电子能穿出电场. 电子在电场中运动的加速度 a= 电子在电场内运动的时间 t= 偏转的角度正切 tanθ = 的距离 y= 。 。电子射出电场时的 。电子射出电场时侧向偏移 。 1.下列带电粒子经过电压为 U 的同一电场加速后,如果它们的初速度均为 0,则经加速后获得 速度最大的粒子是 A.质子 B.氚核 C.氦核 D.钠离子 Na +

2. (2015 全国高考理综 24 题)如图,一质量为 m、电荷量为 q(q>0)的粒子在匀强电场中运动, A、 B 为其运动轨迹上的两点。 已知该粒子在 A 点的速度大小为 v0, 方向与电场方向的夹角为 60° ; 它运动到 B 点时速度方向与电场方向的夹角为 30° .不计重力。求 A、B 两点间的电势差。

三、示波器:示波器的核心部件是_____________,示波管由 屏组成,管内抽成真空.

、___________

__和荧光

3. 让一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子的混合物经过同一加速电场由静止加速,然后在同 一偏转电场里偏转,它们是否会分离成三股粒子束?请通过推理说明。

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