1、第九節帶電粒子在電場中的運動、帶電粒子的加速1帶電粒子：對于質量很小的帶電粒子，如電子、質子等，雖然它們也會受到萬有引力（重力）的作用,但一般說來遠小于靜電力，可以忽略.2. 在勻強電場E中，被加速的粒子電荷量為q,質量為m,從靜止開始加速的距離為d,加速后的速1度為v,這些物理量間的關系滿足動能定理：qEd=mv2.在非勻強電場中，若粒子運動的初末位置的電勢差為12U，動能定理表達為：qU=2mv.一般情況下帶電粒子被加速后的速度可表達成:判一判1.（1）質量很小的粒子不受萬有引力的作用.（）（2）帶電粒子在電場中只受電場力作用時，電場力一定做正功.（）（3）電場力做正功時，粒子動能一定增加

2、.（）提示：（1）x（2）x（3）x帶電粒子在電場中的加速1. 帶電粒子的分類（1）微觀粒子如電子、質子、a粒子、離子等，除有說明或有明確的暗示以外，此類粒子一般不考慮重力（但并不忽略質量）.（2）宏觀微粒如液滴、油滴、塵埃、小球等，除有說明或有明確的暗示以外，一般都不能忽略重力.2. 處理思路（1）受力分析仍按力學中受力分析的方法分析，只是多了一個電場力而已，如果帶電粒子在勻強電場中，則電場力為恒力（qE）;如果在非勻強電場中，則電場力為變力.（2）運動過程分析帶電粒子沿與電場線平行的方向進入勻強電場，受到的電場力與運動方向在同一條直線上，做勻加（減）速直線運動.（3）處理方法力和運動關系法

3、一一牛頓第二定律根據帶電粒子受到的電場力，用牛頓第二定律求出加速度，結合運動學公式確定帶電粒子的速度、時間和位移等.這種方法通常適用于受恒力作用下做勻變速運動的情況.功能關系法動能定理由粒子動能的變化量等于電場力做的功知：1212mvmvo=qU,v=若粒子的初速度為零，則W=qU適用于任何電場.這種方法既適用于勻強電場，也適用于非勻強電場，因為公式1如圖所示，在P板附近有一電子由靜止開始向Q板運動.已知兩極板間電勢差為U，板間距為d,電子質量為m,電荷量為e.則關于電子在兩板間的運動情況，下列敘述正確的是（）A.若將板間距d增大一倍，則電子到達Q板的速率保持不變B.若將板間距d增大一倍，則電

4、子到達Q板的速率也增大一倍C.若將兩極板間電勢差U增大一倍，則電子到達Q板的時間保持不變D.若將兩極板間電勢差U增大一倍，則電子到達Q板的時間減為一半2.（2013高考新課標全國卷I）一水平放置的平行板電容器的兩極板間距為d,極板分別與電池兩極相連.上極板中心有一小孔（小孔對電場的影響可忽略不計）.小孔正上方：處的P點有一帶電粒子，該粒子從靜止開始下落.經過小孔進入電容器，并在下極板處（未與極板接觸）返回.若將下極板向上平移3，則從p3點開始下落的相同粒子將（）A打到下極板上B.在下極板處返回c.在距上極板2處返回D.在距上極板w處返回53.質子（1H）、a粒子（；He）、鈉離子（Na）三個粒

5、子分別從靜止狀態經過電壓為U的同一電場加速后，獲得動能最大的是（）A.質子（iH）B.a粒子（；He）C.鈉離子（Na+）D.都相同A板向B板運動，當到達B板時速度為v,IO4. （2014蕪湖一中高二檢測保持兩板間電壓不變，則（A.當增大兩板間距離時，B.當減小兩板間距離時，C.當改變兩板間距離時，）如圖所示，電子由靜止開始從）v增大v增大v不變D.當增大兩板間距離時，電子在兩板間運動的時間增大二、帶電粒子的偏轉1.進入電場的方式：以初速度V0垂直于電場方向進入勻強電場.2.運動特點垂直電場方向：不受力，做勻速直線運動沿著電場方向：受恒定的電場力，做初速度為零的.勻加速直線運動3.運動規律（

6、如圖）平行電quii2qui2運動場方向速度:滬$mu；位移：y=討=2m而垂直電場方向速度：Vx=Vo位移：x=Vot偏轉角度：tan0=想一想2.所帶電荷量相同的不同粒子，以相同的初速度垂直電場線射入勻強電場，它們在電場中的運動相同嗎？提示：不一定相同.如果電性不同，帶電粒子在電場中的偏轉方向不同；如果質量不同，它們在電場中的加速度不同.帶電粒子在電場中的偏轉1.基本關系（如圖所示）vx=v0l=v0t初速度方向12|vy=aty=尹t（電場線方向）2.導出關系粒子離開電場時的側移位移為：y=粒子離開電場時速度偏轉角的正切tan0=vyV0粒子離開電場時位移與初速度夾角的正切y=qUIta

7、na=.=2l2mv0d3.幾個推論（1）粒子射出電場時好像從板長I的1處沿直線射出，根據y/tan=l/2.1，根據tana=*tan0.（3）若幾種不同的帶電粒子經同一電場加速之后再進入同一個偏轉電場，粒子的側移位移、偏轉角與粒（2）位移方向與初速度方向間夾角的正切為速度偏轉角正切的子的q、m無關，僅取決于加速電場和偏轉電場根據U2為偏轉電場的電壓.1（2014聊城三中高二月考）一束電子流在經U直進入平行板間的勻強電場，如圖所示若兩板間距板間飛出，兩個極板上最大能加多大電壓？y=，tan吐鋁2淇中Ui為加速電場的電壓,4Uid2Uid5000V的加速電壓加速后，在距兩極板等距離處垂d=1.

8、0cm,板長1=5.0cm，那么要使電子能從平行2如圖所示，一束帶電粒子（不計重力）垂直電場方向進入偏轉電場，試討論在以下情況中，粒子應具有什么條件，才能得到相同的偏轉距離y和偏轉角度0,已知粒子的電荷量為q,質量為m,極板長度為I,間距為d，電勢差為U.l、d、U為定值，q、m為不定值.（1）以相同的初速度V0進入偏轉電場；（2）以相同的初動能Ek0進入偏轉電場；先由同一電場直線加速后再進入偏轉電場.帶電粒子在電場中的圓周運動3如圖，勻強電場中有一半徑為r的光滑絕緣圓軌道，軌道平面與電場方向平行.a、b為軌道直徑的兩端，該直徑與電場方向平行.一電荷為q（q>0）的質點沿軌道內側運動.經

9、過a點和b點時對軌道壓力的大小分別為Na和N.不計重力，求電場強度的大小E、質點經過a點和b點時的動能.4.如圖所示，有一電子（電荷量為e）經電壓U0加速后，進入兩塊間距為d、電壓為U的平行金屬板間.若電子從兩板正中間垂直電場方向射入，且正好能穿過電場，求：（1）金屬板AB的長度；（2）電子穿出電場時的動能.5. 如圖所示，A、B為兩塊足夠大的相距為d的平行金屬板，接在電壓為U的電源上.在A板的中央P點放置一個電子發射源.可以向各個方向釋放電子.設電子的質量為m、電荷量為e,射出的初速度為v.求電子打在B板上的區域面積？（不計電子的'重力）三、示波管的原理1. 構造示波管是示波器的核心

10、部件，外部是一個抽成真空的玻璃殼，內部主要由電子槍（發射電子的燈絲、加速電極組成）、偏轉電極（由一對X偏轉電極板和一對Y偏轉電極板組成）和熒光屏組成，如圖所示.（1）掃描電壓：XX'偏轉電極接入的是由儀器自身產生的鋸齒形電壓.2.原理燈絲被電源加熱后，出現熱電子發射，發射出來的電子經加速電場加速后，以很大的速度進入偏轉電場，如果在Y偏轉極板上加一個信號電壓，在X偏轉極板上加一掃描電壓，在熒光屏上就會出現按Y偏轉電壓規律變化的可視圖像.4.示波管是示波器的核心部件，它由電子槍、偏轉電極和熒光屏組成，如圖所示.如果在熒光屏上點出現亮斑，那么示波管中的A.極板X應帶正電C.極板Y應帶正電極板

11、Y'應帶正電D.練習一、單項選擇題）在勻強電場中的運動情況，下列說法正確的是1. 關于帶電粒子（不計重力A.一定是勻變速運動B.不可能做勻減速運動C.一定做曲線運動（粒子不D.可能做勻變速直線運動，不可能做勻變速曲線運動142. 如圖所示，質子（iH）和a粒子（2He），以相同的初動能垂直射入偏轉電場計重力），則這兩個粒子射出電場時的側位移y之比為（）A.1:1B.1:2C.2:1D.1:43. （2014濟南第二中學高二檢測）如圖所示，有三個質量相等，分別帶正電、負電和不A、帶電的小球，從平行板電場中的P點以相同的初速度垂直于E進入電場，它們分別落到B、C三點（）A.落到A點的小球帶

12、正電，落到B點的小球不帶電B.三小球在電場中運動的時間相等C.三小球到達正極板時動能關系是EkA>EkB>EkcD.三小球在電場中運動的加速度關系是aA>aB>ac4. 如圖所示，兩金屬板與電源相連接，電子從負極板邊緣垂直電場方向射入勻強電場，且恰好從正極板邊緣飛出.現在使電子入射速度變為原來的兩倍，而電子仍從原位置射入，且仍從正極板邊緣飛出，則兩極板的間距應變為原來的（）A.2倍B.4倍11c.2d.；5.（2013高考廣東卷）噴墨打印機的簡化模型如圖所示.重力可忽略的墨汁微滴,以速度v垂直勻強電場飛入極板間，最終打在紙上，則微滴在極板間電場中（）A.向負極板偏轉B.

13、電勢能逐漸增大C.運動軌跡是拋物線經帶電室帶負電后,信號輸人墨盒irnnLlllil帶電室D.運動軌跡與帶電量無關6.兩平行金屬板相距為d,電勢差為U,電子質量為m、電荷量為e,從0點沿垂直于極板的方向射入電場，最遠到達A點，然后返回，如圖所示，0A間距為h,則此電子的初動能為（）edhdUA.B._Ueh_eUeUhC.dhD.7.圖甲為示波管的原理圖如果在電極YY'之間所加的電壓按圖乙所示的規律變化,之間所加的電壓按圖丙所示的規律變化，則在熒光屏上會看到的圖形是圖亮斑電子槍:°*_'I”x!.-+Y'熒光膵偏轉屯扱YXX'在電極A、B、C、D中的（

14、、多項選擇題8. （2014江蘇天一中學高二測試）如圖所示，M、N是真空中的兩塊平行金屬板質量為m、電荷量為q的帶電粒子，以初速度V0由小孔進入電場，當M、N間電壓為U時，粒子恰好能到達N板.如果要使這個帶電粒子到達M、N板間距的1/2后返回，下列措施中能滿足要求的是（不計帶電粒子的重力）（）A.使初速度減為原來的1/2B.使M、N間電壓加倍C.使M、N間電壓提高到原來的4倍D.使初速度和M、N間電壓都減為原來的1/29. 豎直放置的平行金屬板A、B連接一恒定電壓，兩個電荷M和N以相同的速率分別從極板A邊緣和兩板中間沿豎直方向進入板間電場，恰好從極板B邊緣射出電場，如圖所示，不考慮電荷的重力和

15、它們之間的相互作用，下列說法正確的是（）A.兩電荷的電荷量可能相等B.兩電荷在電場中運動的時間相等C.兩電荷在電場中運動的加速度相等D.兩電荷離開電場時的速度大小相等10.如圖所示是一個說明示波管工作原理的示意圖,直進入偏轉電場，離開電場時的偏轉量是U2，板長為L.為了提高示波管的靈敏度U1加速后垂d,電勢差為（每單位電壓引起的偏轉量嚴）,可采用的U2電子經電壓h，兩平行板間的距離為方法是（）A.增大兩板間的電勢差U2B.盡可能使板長L長些C.盡可能使板間距離d小一些D.使加速電壓U1升高一些三、非選擇題11.在如圖所示的示波器的電容器中,進入電場，以O點為坐標原點，沿行線與電子徑跡分別交于.口.冋電子以初速度V0沿著垂直場強的方向從x軸取OA=AB=BC,再過點A、B、C作y軸的平M、N、P點，求AM:BN:CP和電子途經M、N、P三點時O點沿