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课件网) 第4节 带电粒子在电场中的运动 学习任务一 带电粒子在电场中的加速 学习任务二 带电粒子在电场中的偏转 学习任务三 示波管工作原理 随堂巩固 备用习题 学习任务一 带电粒子在电场中的加速 [教材链接] 阅读教材,完成以下填空. 1.条件:带电粒子以初速度
沿电场方向进入匀强电场.若粒子所受静电力远大于重力,通常重力可忽略不计. 2.轨迹为_____,若静电力与速度同向,则粒子做_____,若静电力与速度反向,则粒子做_____. 直线 匀加速直线运动 匀减速直线运动 3.用功能关系求解(设带电粒子电荷量为
,质量为
,初速度为
,末速度为
,所加电压为
)
_____,即
_ _____.若初速度为
,则
_ _____. 例1 [2024·龙岩一中月考] 两平行金属板相距为
,电势差为
,一质量为
、电荷量为
的电子,从
点沿垂直于极板的方向射出,最远到达
点,然后返回,如图所示,
,则此电子具有的初动能是( ) A.
B.
C.
D.
[解析] 电子从
点运动到A点,因受静电力作用,速度逐渐减小,根据动能定理得
,因
,
,故
,选项D正确. √ 变式1 [2024·南安一中月考] 如图所示,从
处释放一个无初速度的电子,电子向
板方向运动,下列对电子运动的描述中错误的是(设电源两端电压均为
,电子所带电荷量为
)( ) A.电子到达
板时的动能是
B.电子从
板到达
板过程中动能变化量为零 C.电子到达
板时动能是
D.电子在
板和
板之间做往复运动 √ [解析] 电子在A、B之间做匀加速运动,且
,A正确;在B、C之间做匀速运动,B正确;在C、D之间做匀减速运动,到达D板时,速度减为零,C错误,D正确. 【要点总结】 1.基本粒子包括电子、质子、
粒子、离子等,除有说明或有明确暗示外,一般都不考虑重力,但不能忽略质量. 2.带电微粒包括液滴、油滴、尘埃、小球等,除有说明或有明确暗示外,一般都不能忽略重力. 学习任务二 带电粒子在电场中的偏转 [科学思维] 1.运动状态分析 如图所示,电子以初速度
垂直于电场线方向射入匀强电场时,电子只受到恒定的与初速度方向成
角的电场力作用而做匀变速曲线运动,类似于力学中的平抛运动(轨迹为抛物线). 2.运动规律(如图所示) 偏转角度
满足:
例2 [2024·江苏南通期中] 如图所示,比荷相同、重力不计的
、
两个带电粒子,从同一位置水平射入竖直向下的匀强电场中,
粒子打在
板的
点,
粒子打在
板的
点,则( ) A.
、
均带负电 B.
的初速度一定小于
的初速度 C.
的运动时间一定小于
的运动时间 D.该过程中
所受电场力做的功一定大于
的 √ [解析] 因电场线向下,两粒子均受向下的电场力而做类平抛运动,故均带正电,故A错误;设任一粒子的初速度为
,电荷量为
,质量为
,加速度为
,运动的时间为
,则加速度为
,竖直分运动为匀加速直线运 动,有
,水平分运动为匀速直线运动,有
,联立得
,因比荷
相同,
相同,
相同,则
大的初速度大,即
的初速度一定小于
的初速度,故B正确;由竖直分运动可得时间为
,因比荷
相同,
相同,
相同,则
的运动时间一定等于
的运动时间,故C错误; 由于只有电场力做功,有
,两粒子比荷
相同 ... ...