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静电场专题:带电粒子在电场中的运动


带电粒子在电场中的运动
知识点一、带电粒子的分类 1.基本属性:一般情况,带电粒子本身都有一定的 2.基本粒子: 如 3.带电颗粒:如 知识点二.带电粒子在电场中的平衡 课堂练习: 01.如图所示,一长为 L 的丝线上端固定,下端拴一质量为 m 的带电小球,将它置于一 水平向右的匀强电场 E 中,当细线偏角为 θ 时,小球处于平衡状态,试问:(1)小球的电 性如何?(2

)小球的带电荷量 q 多大? 和 。

等除有说明或暗示以外, 一般都不考虑重力(但不忽略质量)。 等,除有说明或暗示以外,一般都不能忽略重力。

总结:带电粒子在电场中处于平衡状态时,一般要考虑带电粒子所受的重力。处理方 法: 知识点三.带电粒子在电场中做直线运动 课堂练习: 01.一个带正电的微粒, A 点射入水平方向的匀强电场中, 从 微粒沿直线 AB 运动, 如图, AB 与电场线夹角θ =30°,已知带电微粒的质量 m=1.0×10 kg,电量 q=1.0×10
2 -7 -10



C,A、B

相距 L=20cm。 (取 g=10m/s )求: (1)说明微粒在电场中运动的性质,要求说明理由。 (2) 电场强度的大小和方向?(3)要使微粒从 A 点刚好运动到 B 点,微粒从 A 点射入电场时的 初速度是多少?

总结:带电粒子在电场中做直线运动时,一般要考虑带电粒子所受的重力。由物体做直 线运动的条件可知粒子在运动过程中: 。

随堂练习: 02.如图所示,两块与水平方向成α 角,平行且带等量异种电荷的金属板 AB 和 CD 正对放置, 板长均为 L.有一质量为 m、电荷量为+q 的微粒从金属板 A 端以速度 v0 沿水平方向进入两板 间,并沿直线从金属板 D 端射出.试求: (1)两板间的电压是多少?(2)带电微粒从 D 端射出 时的速度是多少?

知识点四.带电粒子在电场中的加速 课堂练习: 01. 如图所示, 真空中有一对相距为 d 的平行金属板 A 和 B 充电后分别带有等量异种电 荷,两板间的电势差为 U,两板间的电场为匀强电场。若把一个质量为 m、带正电荷量为 q 的粒子在图示位置由静止释放后,粒子会沿着图中直线运动并到达 B 板, (不计粒子的重力 作用) 。求: (1)判断基板 A 和 B 所带电荷的电性。 (2)判断微粒在电场中运动的性质。 (3) 粒子在运动过程中加速度大小。 (3)粒子到达 B 板时的速度大小; (用两种方法求解)

02.如图 4 所示,一个电子(质量为 m)电荷量为 e,以初速度 v0 沿着匀强电场的电场 线方向飞入匀强电场,已知匀强电场的场强大小为 E,不计重力,问: (1)电子在电场中运 动的加速度; (2)电子进入电场的最大距离; (3)电子在电场中的运动时间。

总结:带电粒子在电场中加速后的速度的计算方法是: 1) ( (2) 。



知识点五.带电粒子在匀强电场中的偏转 带电粒子 为 于电场方向进入匀强电场, 做 ;研究方法与 运动; 运动的轨迹 运

运动类似。①沿初速度方向做 运动。

动。②沿电场方向做初速度为零的 课堂练习:

01.如图所示,水平放置的两块平行金属板长为 L,两板间的距离为 d,两板间的电压为 U,且上板带正电,一个质量为 m 带负电荷且电荷量为 q 的粒子沿水平方向以速度 v0 从两板 中间射入,求: (1)电子偏离金属板时的侧位移是多少?(2)电子飞出电场时的速度是多 少?(3)电子离开电场后,打在屏上的 P 点,若屏与极板边缘间的水平距离为 S,求 OP 的 长?

随堂练习: 01.如图所示, 静止的电子在加速电压 U1 的作用下从 O 经 P 板的小孔射出, 又垂直进入平行 金属板间的电场,在偏转电压 U2 的作用下偏转一段距离.水平平行金属板板间的距离为 d. 现使 U1 变为原来的 3 倍,要想使电子的运动轨迹不发生变化,应该( A.使 U2 加倍 B.使 U2 变为原来的 4 倍 C.使 U2 变为原来的 3 倍 D.使 d 变为原来的 1/3 倍 )

02.如图所示,一质量 m 带负电且电荷量为 q 的微粒以初速度 v0 竖直向上从 A 点射入一水 平向右的匀强电场,经历一段时间微粒运动到比 A 高 h 处的 B 点,已知 AB 两点的连线与水 平方向的夹角为 45?,g 取 10m/s ,求:(1)匀强电场的场强 E 的大小。(2)AB 两点间的 电势差 UAB;
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03.反射式速调管是常用的微波器件之一,它利用电子团在电场中的振荡来产生微波,其振 荡原理与下述过程类似。如图所示,在虚线 MN 两侧分别存在着方向相反的两个匀强电场, 一带电微粒从 A 点由静止开始,在电场力作用下沿直线在 A、B 两点间往返运动。已知电场 强度的大小分别是 E1=2.0×10 N/C 和 E2=4.0×10 N/C,方向如图所示,带电微粒质量 m =1.0×10 kg,带电量 q=-1.0×10 C,A 点距虚线 MN 的距离 d1=1.0cm,不计带电微粒 的重力。求:(1)B 点距虚线 MN 的距离 d2;(2)带电微粒从 A 点运动到 B 点所经历的时间 t。
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04.如图为一真空示波管的示意图,电子从灯丝 K 发出(初速度可忽略不计),经灯丝与 A 板 间的电压 U1 加速,从 A 板中心孔沿中心线 KO 射出,然后进入两块平行金属板 M、N 形成的 偏转电场中(偏转电场可视为匀强电场),电子进入 M、N 间电场时的速度与电场方向垂直, 电子经过电场后打在荧光屏上的 P 点。已知 M、N 两板间的电压为 U2,两板间的距离为 d, 板长为 L,电子的质量为 m,电荷量为 e,不计电子受到的重力及它们之间的相互作用力。 (1)求电子穿过 A 板时速度的大小;(2)求电子从偏转电场射出时的侧移量;(3)若要电子打 在荧光屏上 P 点的上方,可采取哪些措施?


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