1、名師課堂名師課堂一點通一點通第第一一章章靜靜電電場場新知預習新知預習巧設計巧設計要點要點一一要點要點二二第第9 9節節帶帶電電粒粒子子在在電電場場中中的的運運動動創新演練創新演練大沖關大沖關隨堂檢測歸納小結隨堂檢測歸納小結課下作業綜合提升課下作業綜合提升要點三要點三1會分析帶電粒子在電場中的受力會分析帶電粒子在電場中的受力 特點和運動特點。特點和運動特點。2掌握帶電粒子在電場中加速和掌握帶電粒子在電場中加速和 偏轉遵循的規律。偏轉遵循的規律。3知道示波管的主要構造和工作知道示波管的主要構造和工作 原理。原理。 讀教材讀教材填要點填要點 1帶電粒子的加速帶電粒子的加速 (1)常見帶電粒子及受力特

2、點：常見帶電粒子及受力特點： 電子、質子、電子、質子、粒子、離子等帶電粒子在電場中受到粒子、離子等帶電粒子在電場中受到的靜電力遠的靜電力遠 重力，通常情況下，重力可忽略；其他重力，通常情況下，重力可忽略；其他帶電小球、液滴、煙塵等，重力不可忽略。帶電小球、液滴、煙塵等，重力不可忽略。大于大于 2帶電粒子的偏轉帶電粒子的偏轉 (1)進入電場的方式：以初速度進入電場的方式：以初速度v0 電場線方向電場線方向進入勻強電場。進入勻強電場。 (2)受力特點：電場力大小受力特點：電場力大小 ，且方向與初速度，且方向與初速度v0的方向的方向 。 (3)運動特點：做運動特點：做 運動，與力學中的運動，與力學中

3、的 類似。類似。垂直于垂直于不變不變垂直垂直勻變速曲線勻變速曲線平拋運動平拋運動(4)運動規律：運動規律： 關鍵一點關鍵一點偏轉角指的是粒子飛出電場時的速度偏轉角指的是粒子飛出電場時的速度方向與初速度方向與初速度v0方向之間的夾角，它區別于位移的偏轉角。方向之間的夾角，它區別于位移的偏轉角。 3示波管的構造、原理示波管的構造、原理 (1)構造：示波管是示波器的核心部件，外部是一個構造：示波管是示波器的核心部件，外部是一個抽成真空的玻璃殼，內部主要由抽成真空的玻璃殼，內部主要由 (由發射電子的由發射電子的燈絲、加速電極組成燈絲、加速電極組成)、 (由偏轉電極由偏轉電極XX和偏和偏轉電極轉電極YY

4、組成組成)和和 組成，如圖組成，如圖191所示。所示。電子槍電子槍偏轉電極偏轉電極熒光屏熒光屏圖圖191 (2)原理：燈絲被電源加熱后，出現熱電子發射，發射原理：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，如在電極場，如在電極YY之間加一個之間加一個 ，在，在XX偏偏轉板上加一儀器自身產生的轉板上加一儀器自身產生的 ，在熒光屏上就會，在熒光屏上就會出現按出現按YY偏轉電壓規律變化的可視圖像。偏轉電壓規律變化的可視圖像。待顯示信號電壓待顯示信號電壓鋸齒電壓鋸齒電壓 試身手試身手夯基礎夯基礎 1示波管

5、是示波器的核心部件，它由電子槍、偏轉電極和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，如圖熒光屏組成，如圖192所示。如果在榮光屏上所示。如果在榮光屏上P點點出現亮斑，那么示波管中的出現亮斑，那么示波管中的 ()圖圖192A極板極板X應帶正電應帶正電B極板極板X應帶正電應帶正電C極板極板Y應帶正電應帶正電 D極板極板Y應帶正電應帶正電解析：解析：由題意可知，在由題意可知，在XX方向上向方向上向X方向偏轉，方向偏轉，X帶正電，帶正電，A對對B錯；在錯；在YY方向上向方向上向Y方向偏轉，方向偏轉，Y帶正電，帶正電，C對對D錯。錯。答案：答案：AC2. 一個帶正電的油滴從圖一個帶正電

6、的油滴從圖193所所示的勻強電場上方示的勻強電場上方A點自由下落，點自由下落，油滴落入勻強電場后，能較準確油滴落入勻強電場后，能較準確地描述油滴運動軌跡的是圖地描述油滴運動軌跡的是圖194中的中的 ()圖圖193圖圖194解析：解析：油滴從油滴從A點自由下落以一豎直速度進入電場，進入點自由下落以一豎直速度進入電場，進入電場后受重力和電場力兩恒力作用。根據物體做曲線運電場后受重力和電場力兩恒力作用。根據物體做曲線運動的條件，運動軌跡將向右彎曲，故選動的條件，運動軌跡將向右彎曲，故選B。答案：答案：B3關于帶電粒子關于帶電粒子(不計重力不計重力)在勻強電場中的運動情況，下在勻強電場中的運動情況，下

7、列說法正確的是列說法正確的是 ()A一定是勻變速運動一定是勻變速運動B不可能做勻減速運動不可能做勻減速運動C一定做曲線運動一定做曲線運動D可能做勻變速直線運動，不可能做勻變速曲線運動可能做勻變速直線運動，不可能做勻變速曲線運動解析：解析：帶電粒子在勻強電場中受到的電場力恒定不變，可帶電粒子在勻強電場中受到的電場力恒定不變，可能做勻變速直線運動，也可能做勻變速曲線運動，故能做勻變速直線運動，也可能做勻變速曲線運動，故A項對。項對。答案：答案：A圖圖1954. 如圖如圖195所示，兩極板與電源相所示，兩極板與電源相連接，電子從負極板邊緣垂直電場連接，電子從負極板邊緣垂直電場方向射入勻強電場，且恰好

8、從正極方向射入勻強電場，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多少倍？板邊緣飛出，則兩極板的間距應變為原來的多少倍？ 1受力分析受力分析 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，則電場力為恒力場力而已，如果帶電粒子在勻強電場中，則電場力為恒力(qE)，若在非勻強電場中，電場力為變力。，若在非勻強電場中，電場力為變力。 2運動狀態分析運動狀態分析

9、帶電粒子沿與電場線平行的方向進入勻強電場，受到的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直線上，做勻加電場力與運動方向在同一直線上，做勻加(減減)速直線運動。速直線運動。 3用功能觀點分析用功能觀點分析 粒子動能的變化量等于電場力做的功。粒子動能的變化量等于電場力做的功。圖圖196 1. 如圖如圖196所示，在點電荷所示，在點電荷Q的電場中有的電場中有A、B兩點，當質子和兩點，當質子和粒子粒子分別從分別從A點由靜止釋放到達點由靜止釋放到達B點時，它們的速度大小之比點時，它們的速度大小之比為多少？為多少？(質子帶電荷量為質子帶電荷量為e，質量為，質量為m，粒子帶電荷

10、量粒子帶電荷量為為2e，質量為，質量為4m) 思路點撥思路點撥帶電粒子雖然在非勻強電場中運動，但由帶電粒子雖然在非勻強電場中運動，但由A到到B的電勢差確定，由此可知電場力做功的電勢差確定，由此可知電場力做功WqU，根據動，根據動能定理即可求出質子和能定理即可求出質子和粒子到達粒子到達B點時的速度之比。點時的速度之比。 該電場為非勻強電場，帶電粒子做變加速直線運動，該電場為非勻強電場，帶電粒子做變加速直線運動，不能通過求加速度的牛頓運動定律途徑求解。注意到不能通過求加速度的牛頓運動定律途徑求解。注意到WqU對一切電場適用，因此從能量的觀點入手，由動能對一切電場適用，因此從能量的觀點入手，由動能定

11、理來求解。定理來求解。 1受力分析受力分析 帶電粒子以初速度帶電粒子以初速度v0垂直射入勻強電場中受恒定電垂直射入勻強電場中受恒定電場力作用場力作用(FqE)，且方向與，且方向與v0垂直。垂直。 2運動狀態分析運動狀態分析 帶電粒子以初速度帶電粒子以初速度v0垂直于電場線方向射入兩帶電平垂直于電場線方向射入兩帶電平行板產生的勻強電場中，受到恒定的與初速度方向成行板產生的勻強電場中，受到恒定的與初速度方向成90角的電場力作用而做勻變速曲線運動角的電場力作用而做勻變速曲線運動(軌跡為拋物線軌跡為拋物線)。 3偏轉運動的分析處理方法偏轉運動的分析處理方法 用類似平拋運動的分析方法，即應用運動的合成和

12、分用類似平拋運動的分析方法，即應用運動的合成和分解知識分析處理，一般分解為：解知識分析處理，一般分解為： (1)沿初速度方向以沿初速度方向以v0做勻速直線運動；做勻速直線運動； (2)沿電場力方向做初速度為零的勻加速直線運動。沿電場力方向做初速度為零的勻加速直線運動。 名師點睛名師點睛 (1)該類運動與之前所學的平拋運動處理方法相似，該類運動與之前所學的平拋運動處理方法相似，兩種運動重要的區別是加速度的不同。兩種運動重要的區別是加速度的不同。 (2)對帶電粒子在電場中的偏轉問題也可以選擇動能對帶電粒子在電場中的偏轉問題也可以選擇動能定理求解，但只能求出速度大小，不能求出速度方向，涉定理求解，但

13、只能求出速度大小，不能求出速度方向，涉及到方向問題，必須采用把運動分解的方法。及到方向問題，必須采用把運動分解的方法。 2. 如圖如圖197所示，一束帶電所示，一束帶電粒子粒子(不計重力不計重力)垂直電場方向進入偏垂直電場方向進入偏轉電場，試討論在以下情況中，粒子轉電場，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應具有什么條件，才能得到相同的偏轉距離y和偏轉角度和偏轉角度，已知粒子的電荷量為已知粒子的電荷量為q，質量為，質量為m，極板長度為，極板長度為l，間距為，間距為d，電勢差為電勢差為U。l、d、U為定值，為定值，q、m為不定值。為不定值。圖圖197(1)以相同的初速度

14、以相同的初速度v0進入偏轉電場；進入偏轉電場；(2)以相同的初動能以相同的初動能Ek0進入偏轉電場；進入偏轉電場；(3)先由同一電場直線加速后再進入偏轉電場。先由同一電場直線加速后再進入偏轉電場。 思路點撥思路點撥帶電粒子在電場中的偏轉問題可以用帶電粒子在電場中的偏轉問題可以用運動的合成與分解規律處理。運動的合成與分解規律處理。答案答案見解析見解析 (1)偏轉電極不加電壓時偏轉電極不加電壓時 從電子槍射出電子將沿直線運動，射到熒光屏的中心點從電子槍射出電子將沿直線運動，射到熒光屏的中心點形成一個亮斑。形成一個亮斑。 (2)在在XX(或或YY)加電壓加電壓 若所加電壓穩定，則電子被加速、偏轉后射

15、到若所加電壓穩定，則電子被加速、偏轉后射到XX(或或YY)所在直線上形成一個亮斑所在直線上形成一個亮斑(不在中心不在中心)，如圖，如圖198所示。所示。圖圖198 (3)示波管實際工作時，豎直偏轉板和水平偏轉板都加示波管實際工作時，豎直偏轉板和水平偏轉板都加上電壓，一般地，加在豎直偏轉板上的電壓是要研究的信號上電壓，一般地，加在豎直偏轉板上的電壓是要研究的信號電壓，加在水平偏轉板上的是掃描電壓，若兩者周期相同，電壓，加在水平偏轉板上的是掃描電壓，若兩者周期相同，在熒光屏上就會顯示出信號電壓隨時間變化的波形圖。在熒光屏上就會顯示出信號電壓隨時間變化的波形圖。 3如圖如圖199所示為真空示波管的示

16、意圖，電子從燈所示為真空示波管的示意圖，電子從燈絲絲K發出發出(初速度不計初速度不計)，經燈絲與，經燈絲與A板間的加速電壓板間的加速電壓U1加速，加速，從從A板中心孔沿中心線板中心孔沿中心線KO射出，然后進入由兩塊平行金屬板射出，然后進入由兩塊平行金屬板M、N形成的偏轉電場中形成的偏轉電場中(偏轉電場可視為勻強電場偏轉電場可視為勻強電場)，電子進，電子進入偏轉電場時的速度與電場方向垂直，電子經過偏轉電場后入偏轉電場時的速度與電場方向垂直，電子經過偏轉電場后打在熒光屏上的打在熒光屏上的P點。已知點。已知M、N兩板間的電壓為兩板間的電壓為U2，兩板間，兩板間的距離為的距離為d，板長為，板長為L1，

17、板右端到熒光屏的距離為，板右端到熒光屏的距離為L2，電子質，電子質量為量為m，電荷量為，電荷量為e。求：。求：圖圖199(1)電子穿過電子穿過A板時的速度大小。板時的速度大小。(2)電子從偏轉電場射出時的側移量。電子從偏轉電場射出時的側移量。(3)P點到點到O點的距離。點的距離。審題指導審題指導(1)利用動能定理求出電子穿過利用動能定理求出電子穿過A板時的速度。板時的速度。(2)利用運動的合成與分解求出側移量。利用運動的合成與分解求出側移量。 (3)設電子離開偏轉電場時沿電設電子離開偏轉電場時沿電場方向的速度為場方向的速度為vy，根據運動學公，根據運動學公式得式得vyat1。 電子離開偏轉電場

18、后做勻速直線運動，設電子離開電子離開偏轉電場后做勻速直線運動，設電子離開偏轉電場后打在熒光屏上所用的時間為偏轉電場后打在熒光屏上所用的時間為t2，電子打到熒光，電子打到熒光屏上的側移量為屏上的側移量為y2，如圖所示。，如圖所示。 電子在電場中運動時，不計重力，但不計重力并不是電子在電場中運動時，不計重力，但不計重力并不是不計質量。電子離開電場后向屏上運動時，不再做曲線運不計質量。電子離開電場后向屏上運動時，不再做曲線運動，而是做勻速直線運動。動，而是做勻速直線運動。1. (對應要點一對應要點一)如圖如圖1910所示，在所示，在P板附近有一電子由靜止開始向板附近有一電子由靜止開始向Q板運板運動，

19、則關于電子到達動，則關于電子到達Q時的速率與哪時的速率與哪些因素有關的下列解釋正確的是些因素有關的下列解釋正確的是()A兩極板間的距離越大，加速的時間就越長，則獲得兩極板間的距離越大，加速的時間就越長，則獲得 的速率越大的速率越大圖圖1910B兩極板間的距離越小，加速的時間就越短，則獲得的兩極板間的距離越小，加速的時間就越短，則獲得的 速率越小速率越小C兩極板間的距離越小，加速度就越大，則獲得的速率兩極板間的距離越小，加速度就越大，則獲得的速率 越大越大D與兩板間的距離無關，僅與加速電壓與兩板間的距離無關，僅與加速電壓U有關有關答案：答案：D圖圖19112(對應要點一對應要點一) 如圖如圖19

20、11所示，兩平所示，兩平行金屬板間的距離為行金屬板間的距離為d，兩板間的電壓，兩板間的電壓為為U，今有一電子從兩板間的，今有一電子從兩板間的O點沿著垂直于板的方向點沿著垂直于板的方向射出到達射出到達A點后立即返回，若點后立即返回，若OA距離為距離為h，則此電子具，則此電子具有的初動能是有的初動能是 ()答案：答案：D3(對應要點二對應要點二)電子以初速度電子以初速度v0沿垂直場強方向射入兩平沿垂直場強方向射入兩平行金屬板中間的勻強電場中，現增大兩板間的電壓，但行金屬板中間的勻強電場中，現增大兩板間的電壓，但仍能使電子穿過該電場。則電子穿越平行板間的電場所仍能使電子穿過該電場。則電子穿越平行板間的電場所需時間需時間 ()A隨電壓的增大而減小隨電壓的增大而減小B隨電壓的增大而增大隨電壓的增大而增大C與電壓的增大無關與電壓的增大無關D不能判定是否與電壓增大有關不能判定是否與電壓增大有關答案：答案：C4(對應要點二對應要點二)一束正離子以相同的速率從同一位置沿垂一束正離子以相同的速率從同一位置沿垂直于電場方向飛入勻強電場中，所有離子的軌跡都是一直于電場方向飛入勻強電場中，所有離子的軌跡都是一樣的，這說明所有粒子樣的，這說明所有粒子