粵教版(2019)高中物理必修第三冊第二章2.2

帶電粒子在電場中的運動@HMH知識儲備（1）牛頓第二定律表達式:（2）動能定理的表達式是什么?（3）平拋運動的兩個分運動分別是什么？（4）物體做直線運動的條件是？

物體做曲線運動的條件是？如圖所示，在真空中安裝一對面積較大的平行金屬板，并在兩板間加上電壓

，兩板之間形成了一個勻強電場，在緊靠正極板中間處有一電量為

、質量為

的帶正電粒子，重力不計。

【思考問題】（1）粒子在兩極板間將做什么運動？（2）設兩板間的距離為

，則粒子在板間的加速度多大？（3）粒子從正極板運動到負極板，電場力做了多少功？（4）粒子到達負極板時的速度大小是多少？情境構建

【討論與交流】（1）如果兩極板不平行，則中間的電場不再是勻強電場，帶電粒子仍由靜止開始從正極板處運動到負極板，帶電粒子末速度的大小仍為

嗎？為什么？（2）如果帶電粒子改從電場的中央由靜止開始釋放，到達負極板時末速度的大小仍為

嗎？為什么？情境構建1.一帶電粒子在電場中只受電場力作用時，它不可能出現的運動狀態是(

)A.勻速直線運動B.勻加速直線運動C.勻變速曲線運動D.勻速圓周運動2.下列粒子從初速度為零的狀態經電壓為U的勻強電場后，速度最大的粒子是（）

A.質子B.氘核C.α粒子D.鈉離子AA學以致用+m,qv0=0U3.下列兩個電荷的電量之比q1∶q2=1∶2，質量之比m1∶m2=2∶1，都只受電場力，在電場中某點A都由靜止釋放，運動到B點，則兩電荷運動到B點的速度大小之比為v1∶v2=

。BA1∶2學以致用帶電粒子在電場中的直線運動4、兩塊平行的金屬板A、B之間的電壓是80V，一個電子以1.6x10-17J的動能從小孔C垂直A板進入電場，該電子能打在B板上嗎？如果能打在B板上，它到達B板時的動能有多大？如果要使電子打在B板上時的速度為零，電源電壓應為多少V？3.2×10-18J100V帶電粒子在電場中的直線運動

BA．使初速度變為2v0時，帶電粒子恰能到達B板B．使初速度變為2v0時，帶電粒子將從B板中心小孔射出C．使初速度v0和電壓U都增加為原來的2倍時，帶電粒子恰能到達B板D．使初速度v0和電壓U都增加為原來的2倍時，帶電粒子將從B板中心小孔射出帶電粒子在電場中的直線運動6、(多)如圖所示，在真空中A、B兩塊平行金屬板豎直放置并接入電路。調節滑動變阻器，使A、B兩板間的電壓為U時，一質量為m、電荷量為－q的帶電粒子，以初速度v0從A板上的中心小孔沿垂直兩板的方向射入電場中，恰從A、B兩板的中點處沿原路返回（不計重力），則下列說法正確的是BC帶電粒子在電場中的直線運動7、(單)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，則從P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d/2處返回 D．在距上極板2d/5處返回D【思考問題】（1）帶電粒子在兩極板間的受力情況

是怎樣的？如圖所示，兩平行導體板水平放置，導體板長度為

，板間距離為

，板間電壓為

。有一質量為

、電量為

的帶正電粒子以水平初速度大小

進入板間的勻強電場，最終穿出板間。重力忽略不計。（2）粒子在板間做什么運動？情境構建（3）粒子在板間的運動時間是多少？（4）粒子在板間的加速度多大？（5）穿出電場時，粒子的運動方向是怎樣的？（6）穿出電場時，粒子在豎直方向上的位移大小是多少？例題、水平放置的兩塊平行金屬板長L=5.0cm，兩板間距d=1.0cm，兩板間電壓為90v，且上板為正，一個電子沿水平方向以速度v0=2.0×107m/s，從兩板中間射入，如圖，求：（1）電子偏離金屬板時的側位移是多少？（2）電子飛出電場時的速度是多少？（3）電子離開電場后，打在屏上的P點，若S=10cm，求OP的長？

帶電粒子在電場中的直線運動【練1】(單)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，則從P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d/2處返回 D．在距上極板2d/5處返回D帶電粒子在勻強電場中的偏轉【練2】質子（電量為+e，質量為m），和α粒子（電量為+2e，質量為4m），都只受電場力，以相同初速度沿垂直于電場線的方向，飛入同一勻強電場，然后離開電場，求它們穿越電場時豎直方向的位移之比y1:y2?2:1思考：（1）要使質子經過這個電場后向上偏轉，可以怎么做？（2）要使質子經過這個電場后左右偏轉，又應當怎樣做？帶電粒子在勻強電場中的偏轉【練3】質子（電量為+e，質量為m），和α粒子（電量為+2e，質量為4m），都只受電場力，以相同初速度沿垂直于電場線的方向，飛入同一勻強電場，然后離開電場，發現質子離開電場的速度方向與原速度方向的夾角為45°，求α粒子離開電場的速度方向與原入射方向的夾角。

帶電粒子在勻強電場中的偏轉【練4】(單)如圖所示，場強大小為E、方向豎直向下的勻強電場中有一矩形區域abcd，水平邊ab長為s，豎直邊ad長為h。質量均為m、帶電荷量分別為＋q和－q的兩粒子，由a、c兩點先后沿ab和cd方向以速率v0進入矩形區（兩粒子不同時出現在電場中）。不計重力。若兩粒子軌跡恰好相切，則v0等于B帶電粒子在勻強電場中的偏轉【練5】(單)如圖所示，一電荷量為q的帶電粒子以一定的初速度由P點射入勻強電場，入射方向與電場線垂直，粒子從Q點射出電場時，其速度方向與電場線夾角為30°。已知勻強電場的寬度為d，P、Q兩點的電勢差為U，不計重力作用，設P點的電勢為零。則下列說法正確的是B

帶電粒子在勻強電場中的偏轉【練6】(多)如圖所示，帶正電的粒子以一定的初速度v0沿兩板的中線進入水平放置的平行金屬板內，恰好沿下板的邊緣飛出，已知板長為L，板間的距離為d，板間電壓為U，帶電粒子的電荷量為q，粒子通過平行金屬板的時間為t，不計粒子的重力，則A．在前t/2時間內，電場力對粒子做的功為qU/4B．在后t/2時間內，電場力對粒子做的功為3qU/8BDC．在粒子下落前d/4和后d/4的過程中，電場力做功之比為1:2D．在粒子下落前d/4和后d/4的過程中，電場力做功之比為1:1電子槍偏轉電極-+熒光屏YY’XX’YY’XX’1、作用：觀察電信號隨時間變化的情況2、結構：主要由電子槍、偏轉系統和光屏三部分組成。3、基本原理：帶電粒子在電場力的作用下加速和偏轉。情境構建v0示波器原理u1一維偏轉u2YY`LL‵voθ

rh【觀察與思考】按以下要求利用示波器觀察實驗現象。（1）當Y偏轉板、X偏轉板不加電壓，電子束從電