1、能定理有 联立式得 考点三示波管对于示波管的问题要在示波管结构的基础上理解好其工作原理,知道信号电压和扫描电压对带电粒子的作用以及由此引起的带电粒子在荧光屏上位置的变化。典例图为示波管的原理图。如果在电极之间所加的电压按图所示的规律变化,在电极之间所加的电压按图所示的规律变化,则在荧光屏上会看到的图形是 答案电子在和间沿电场方向均做初速度为零的匀加速直线运动,由位移公式 ,知水平位移和竖直位移均与电压成正比。在时刻,知竖直位移为,故错误。在 时刻,最大,知竖直位移正向最大,故正确,错误。下面为真空示波管的示意图,电子从灯丝发出初速度可忽略不计,经灯丝与板间的电压加速,从板中心孔沿中心线射出,然后进入两块平行金属板形成的偏转电场中偏转电场可视为匀强电场,电子进入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点。已。
2、的初速度为零,则 ,得 。若粒子的初速度不为零,则 ,得 。匀变速直线自测如图所示,在匀强电场中,带电粒子的初速度恰与电场线方向相同,则带电粒子在开始运动后,将 沿电场线方向做匀加速直线运动沿电场线方向做变加速直线运动沿电场线方向做匀减速直线运动偏离电场线方向做曲线运动 答案在匀强电场中,带电粒子所受电场力为恒力。带负电粒子受到与运动方向相反的恒定的电场力作用,产生与运动方向相反的恒定的加速度,因此,带负电粒子在开始运动后,将沿电场线方向做匀减速直线运动。二带电粒子在匀强电场中的偏转带电粒子以垂直匀强电场场强的方向进入电场后,受到的电场力恒定且与初速度方向垂直,做匀变速曲线运动类平抛运动如图所示。偏转运动的分析方法沿初速度方向为。运动时间 。匀速直线运动沿电场力方向为初速度为零的运动。 。离开电场时的偏移量 。离开电场时的偏。
3、电极之间所加的电压按图所示的规律变化,则在荧光屏上会看到的图形是 答案电子在和间沿电场方向均做初速度为零的匀加速直线运动,由位移公式 ,之后进入电场线竖直向下的匀强电场发生偏转,最后打在屏上。整个装置处于真空中,不计粒子重力及其相互作用,那么 偏转电场对三种粒子做功样多三种粒子打到屏上时的速度样大三种粒子运动到屏上所用时间相同三种粒子定打到屏上的同位置 答案设粒子离开电场时速度为,由动能定理得 在电场中 , ,联立以上方程得 , 。所以,在电场中电场力做功 ,三种粒子电荷量相等,做功相等,项正确。因为在电场中和与无关,故它们通过同轨迹打到屏上同点,项正确。对全程应用动能定理,设打到屏上的速度为,则 ,解得 ,所以氕核打到屏上的速度最大,故项错误。在加速电场中所用时间 ,通过偏转电场到达屏所用时间 ,所以总时间,故氚核运动时间最长。
4、知两板间的电压为,两板间的距离为,板长为,电子的质量为,电荷量为,不计电子受到的重力及它们之间的相互作用力。 求电子穿过板时速度的大小求电子从偏转电场射出时的侧移量若要使电子打在荧光屏上点的上方,可采取哪些措施 答案 减小或增大。解析设电子经电压加速后的速度为,由动能定理得 解得 。电子以速度进入偏转电场后,垂直于电场方向做匀速直线运动,沿电场方向做初速度为零的匀加速直线运动。设偏转电场的电场强度为,电子在偏转电场中运动的时间为,加速度为,电子离开偏转电场时的侧移量为。由牛顿第二定律和运动学公式得 , , 解得 。减小加速电压增大偏转电压。带电粒子在电场中的加速运动状态分析带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场,受到的电场力与运动方向在同直线上,做运动。功能观点分析粒子动能的变化量等于电场力做的功电场可以是匀强或非匀强电场。若粒子。
5、力作用,有且,得 由得 由题得 ,综合可得 考点二带电粒子在电场中的偏转两个结论不同的带电粒子从静止开始经过同电场加速后再从同偏转电场射出时的偏转角度总是相同的。证明由 及 ,得 。粒子经电场偏转后,合速度的反向延长线与初速度延长线的交点为粒子水平位移的中点,即到电场边缘的距离为 。带电粒子在匀强电场中偏转的功能关系当讨论带电粒子的末速度时也可以从能量的角度进行求解,有 ,其中 ,指初末位置间的电势差。带电粒子在匀强电场中的类斜抛运动当带电粒子在匀强电场中的初速度与电场方向不垂直也不共线时,带电粒子在电场中做类斜抛运动,此时要类比斜抛运动规律求解。典例黑龙江二模如图所示,真空中水平放置的两个相同极板和长为,相距,足够大的竖直屏与两板右侧相距。在两板间加上可调偏转电压,束质量为带电荷量为的粒子不计重力从两板左侧中点以初速。
6、,进行受力分析,注意电场力的方向。由平衡条件列方程求解。带电体在电场中的变速直线运动可用运动学公式和牛顿第二定律求解或从功能角度用动能定理或能量守恒定律求解。典例课标Ⅱ分如图,两平行的带电金属板水平放置。若在两板中间点从静止释放带电微粒,微粒恰好保持静止状态。现将两板绕过点的轴垂直于纸面逆时针旋转,再由点从静止释放同样的微粒,该微粒将 保持静止状态向左上方做匀加速运动向正下方做匀加速运动向左下方做匀加速运动答案最初带电微粒处于静止状态,受力如图当两板绕过点的轴逆时针转过时,带电微粒的受力如图,其合力指向左下方,故微粒从静止开始向左下方做匀加速运动,选项正确。安徽理综分如图所示,充电后的平行板电容器水平放置,电容为,极板间距离为,上极板正中有小孔。质量为电荷量为的小球从小孔正上方高处由静止开始下落,穿过小孔到达下极板处速度恰为零空气阻力忽。
7、转电场对三种粒子做功样多三种粒子打到屏上时的速度样大三种粒子运动到屏上所用时间相同三种粒子定打到屏上的同位置 答案设粒子离开电场时速度为,由动能定理得 在电场中 , ,联立以上方程得 , 。所以,在电场中电场力做功 ,三种粒子电荷量相等,做功相等,项正确。因为在电场中和与无关,故它们通过同轨迹打到屏上同点,项正确。对全程应用动能定理,设打到屏上的速度为,则 ,解得 ,所以氕核打到屏上的速度最大,故项错误。在加速电场中所用时间 ,通过偏转电场到达屏所用时间 ,所以总时间,故氚核运动时间最长,项错误。典例安徽理综分在平面内,有沿轴负方向的匀强电场,场强大小为图中未画出,由点斜射出质量为带电量为的粒子,和是粒子运动轨迹上的两点,如图所示,其中为常数。粒子所受重力忽略不计。求 粒子从到过程中电场力对它做的功粒子从到过程所经历的时间粒子经过。
8、屏,在那里产生个亮斑。电子枪偏转电极荧光屏中心上加的是待显示的,上是仪器自身产生的锯齿形电压,叫做扫描电压。若所加扫描电压和信号电压的周期相同,就可以在荧光屏上得到待测信号在个周期内变化的稳定图像。自测多选示波管是示波器的核心部件,它由电子枪偏转电极和荧光屏组成,如图所示。如果在荧光屏上点出现亮斑,那么示波管中的 信号电压极板应带正电极板应带正电极板应带正电极板应带正电答案根据亮斑的位置,电子水平方向偏向,竖直方向偏向,电子受到电场力作用发生偏转,因此极板极板均应带正电。考点带电体在电场中的平衡和变速直线运动带电体在电场中运动时对重力的处理基本粒子如电子质子粒子离子等除有说明或有明确暗示以外,般都不考虑重力但并不忽略质量。带电小物体如液滴油滴尘埃小球等,除有说明或有明确暗示以外,般都不能忽略重力。带电体在电场中的平衡解题步骤选取研究对象。
9、度沿水平方向射入电场且能穿出。证明粒子飞出电场后的速度方向的反向延长线交于两板间的中心点求两板间所加偏转电压的范围求粒子可能到达屏上区域的长度。 答案见解析解析设粒子在运动过程中的加速度大小为,离开偏转电场时偏转距离为,沿电场方向的速度为,速度偏转角为,其反向延长线通过点,点与板右端的水平距离为,则有 ,联立可得 即粒子飞出电场后的速度方向的反向延长线交于两板间的中心点。由题知 解得 当 时, 则两板间所加电压的范围为 当 时,粒子到达屏上时竖直方向偏移的距离最大,设其大小为,则又 ,解得 故粒子在屏上可能到达的区域的长度为 天津理综分多选如图所示,氕核氘核氚核三种粒子从同位置无初速地飘入电场线水平向右的加速电场,之后进入电场线竖直向下的匀强电场发生偏转,最后打在屏上。整个装置处于真空中,不计粒子重力及其相互作用,那么 偏。
10、,项错误。典例安徽理综分在平面内,有沿轴负方向的匀强电场,场强大小为图中未画出,由点斜射出质量为带电量为的粒子,和是粒子运动轨迹上的两点,如图所示,其中为常数。粒子所受重力忽略不计。求 粒子从到过程中电场力对它做的功粒子从到过程所经历的时间粒子经过点时的速率。答案 解析根据抛体运动的特点,粒子在方向做匀速直线运动,由对称性可知轨迹最高点在轴上,可令,则由,得 又 , 解得 则➝过程所经历的时间 粒子在段做类平抛运动,于是有, 课标Ⅱ分如图,质量为电荷量为的粒子在匀强电场中运动,为其运动轨迹上的两点。已知该粒子在点的速度大小为,方向与电场方向的夹角为它运动到点时速度方向与电场方向的夹角为。不计重力。求两点间的电势差。 答案 解析设带电粒子在点的速度大小为。粒子在垂直于电场方向上的速度分量不变,即 由此得 设两点间的电势差为,由。
11、点时的速率。答案 解析根据抛体运动的特点,粒子在方向做匀速直线运动,由对称性可知轨迹最高点在轴上,可令,则由,得 又 , 解得 则➝过程所经历的时间 粒子在段做类平抛运动,于是有, 课标Ⅱ分如图,质量为电荷量为的粒子在匀强电场中运动,为其运动轨迹上的两点。已知该粒子在点的速度大小为,方向与电场方向的夹角为它运动到点时速度方向与电场方向的夹角为。不计重力。求两点间的电势差。 答案 解析设带电粒子在点的速度大小为。粒子在垂直于电场方向上的速度分量不变,即 由此得 设两点间的电势差为,由动能定理有 联立式得 考点三示波管对于示波管的问题要在示波管结构的基础上理解好其工作原理,知道信号电压和扫描电压对带电粒子的作用以及由此引起的带电粒子在荧光屏上位置的变化。典例图为示波管的原理图。如果在电极之间所加的电压按图所示的规律变化,在。
12、转角 。自测多选如图所示,带电荷量相等质量不同的带电粒子和从带电平行板的边缘沿平行于极板的方向进入两极板间的匀强电场中,都恰好能从板的右边缘飞出,不计重力作用,则 匀加速直线 两粒子进入电场时的动能定相等两粒子进入电场时的初速度的大小定相等两粒子飞出电场时的动能定相等两粒子飞出电场时的速度大小定相等答案根据 分析可知,选项正确错误又根据动能定理,得,选项正确错误。自测如图所示,个电子以的速度沿与电场垂直的方向从点飞进匀强电场,并且从另端点沿与场强方向成角方向飞出,那么,两点间的电势差为多少伏电子的质量为答案解析带电粒子在水平方向做匀速直线运动,故水平分速度依然为,在点的速度 ,由动能定理有 ,得 。三示波管示波管装置示波管由和组成,管内抽成真空,如图所示。如果在偏转电极和之间都没有加电压,那电子枪射出的电子沿直线传播,打在荧光。
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