高三物理63電容器帶電粒子在電場中的應(yīng)用(編輯修改稿)
2025-02-03 13:38 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 0Aqφ0)．忽略重力．求： 課時(shí)作業(yè) 課堂互動(dòng)探究 課前自主回顧 高考總復(fù)習(xí) 課標(biāo)版 物理 與名師對(duì)話 (1)粒子所受電場力的大?。? (2)粒子的運(yùn)動(dòng)區(qū)間 ． [ 解析 ] ( 1) 由題圖可知， 0 與 d ( 或－ d ) 兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為 φ 0 .電場強(qiáng)度的大小 E ＝φ 0d ，電場力的大小 F ＝ qE ＝qφ 0d . 課時(shí)作業(yè) 課堂互動(dòng)探究 課前自主回顧 高考總復(fù)習(xí) 課標(biāo)版 物理 與名師對(duì)話 ( 2) 設(shè)粒子在 [ － x 0 ， x 0 ] 區(qū)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)，速率為 v ，由題意得 12m v2－ qφ ＝－ A ① 由題圖可知 φ ＝ φ 0 (1 －| x |d) ② 由 ①② 得12m v2＝ qφ 0 (1 －| x |d) － A 課時(shí)作業(yè) 課堂互動(dòng)探究 課前自主回顧 高考總復(fù)習(xí) 課標(biāo)版 物理 與名師對(duì)話 因動(dòng)能非負(fù)，有 qφ 0 (1 －| x |d) － A ≥ 0 得 | x |≤ d (1 －Aqφ 0) ，即 x 0 ＝ d (1 －Aqφ 0) 粒子的運(yùn)動(dòng)區(qū)間滿足－ d (1 －Aqφ 0) ≤ x ≤ d (1 －Aqφ 0) ． [ 答案 ] ( 1) qφ 0d ( 2) － d (1 － Aqφ0) ≤ x ≤ d (1 － Aqφ0) 課時(shí)作業(yè) 課堂互動(dòng)探究 課前自主回顧 高考總復(fù)習(xí) 課標(biāo)版 物理 與名師對(duì)話 (對(duì)應(yīng)學(xué)生用書 P123) 物理建模 ——帶電粒子在電場中運(yùn)動(dòng)的類平拋模型 偏轉(zhuǎn)問題的分析 、 處理方法類似于平拋運(yùn)動(dòng)的分析處理 ， 應(yīng)用運(yùn)動(dòng)的合成和分解的知識(shí)分析 ． 帶電粒子在電場中偏轉(zhuǎn)時(shí) ， 如題目中不涉及加速度及運(yùn)動(dòng)時(shí)間 ， 而只涉及力 、 位移 、 初末速度等物理量時(shí) ， 用功能觀點(diǎn)解題常常顯得很簡捷 ， 具體方法常有兩種：動(dòng)能定理和能量守恒定律 ． 課時(shí)作業(yè) 課堂互動(dòng)探究 課前自主回顧 高考總復(fù)習(xí) 課標(biāo)版 物理 與名師對(duì)話 如下圖所示，真空中水平放置的兩個(gè)相同極板 Y 和 Y ′ 長為 L ，相距 d ，足夠大的豎直屏與兩板右側(cè)相距 b . 在兩板間加上可調(diào)偏轉(zhuǎn)電壓 U ，一束質(zhì)量為 m ，帶電荷量為＋ q 的粒子 ( 不計(jì)重力 ) 從兩板左側(cè)中點(diǎn) A 以初速度 v0沿水平方向射入電場且能穿出． 課時(shí)作業(yè) 課堂互動(dòng)探究 課前自主回顧 高考總復(fù)習(xí) 課標(biāo)版 物理 與名師對(duì)話 (1)證明粒子飛出電場后的速度方向的反向延長線交于兩板間的中心； (2)求兩板間所加偏轉(zhuǎn)電壓 U的范圍； (3)求粒子可能到達(dá)屏上區(qū)域的長度 ． 課時(shí)作業(yè) 課堂互動(dòng)探究 課前自主回顧 高考總復(fù)習(xí) 課標(biāo)版 物理 與名師對(duì)話 [ 嘗試解答 ] ( 1) 如下圖所示，設(shè)粒子在運(yùn)動(dòng)過程中的加速度大小為 a ，離開偏轉(zhuǎn)電場時(shí)偏轉(zhuǎn)距離為 y ，沿電場方向的速度為 v y ，偏轉(zhuǎn)角為 θ ，其反向延長線通過 O 點(diǎn)， O 點(diǎn)與板右端的水平距離為 x ，則有 y ＝12at2 ① ， L ＝ v 0 t ② ， v y ＝ at ， t an θ ＝v yv 0＝y(tǒng)x， 聯(lián)立可得 x ＝L2， 課時(shí)作業(yè) 課堂互動(dòng)探究 課前自主回顧 高考總復(fù)習(xí) 課標(biāo)版 物理 與名師對(duì)話 即粒子飛出電場后的速度方向的反向延長線交于兩板間的中心 O 點(diǎn)． (2) 由牛頓第二定律得 a ＝Eqm ③ ， 又 E ＝Ud ④ ， 由 ①②③④ 式解得 y ＝qUL22 dm v20， 當(dāng) y ＝d2時(shí)， U ＝md2v20qL2 ， 則兩板間所加電壓的范圍－md2v20qL2 ≤ U ≤md2v20qL2 . 課時(shí)作業(yè) 課堂互動(dòng)探究 課前自主回顧 高考總復(fù)習(xí) 課標(biāo)版 物理 與名師對(duì)話 ( 3) 當(dāng) y ＝d2時(shí)，粒子在屏上側(cè)向偏移的距離最大 ( 設(shè)為 y0) ，則 y0＝ (L2＋ b ) t an θ ，而 t an θ ＝dL， 解 得 y0＝d ? L ＋ 2 b ?2 L， 則粒子可能到達(dá)屏上區(qū)域的長度為d ? L ＋ 2 b ?L. 課時(shí)作業(yè) 課堂互動(dòng)探究 課前自主回顧 高考總復(fù)習(xí) 課標(biāo)版 物理 與名師對(duì)話 [ 答案 ] ( 1) 見 嘗 試 解 答 ( 2) －md2v20qL2 ≤ U ≤md2v20qL2 ( 3)d ? L ＋ 2 b ?L 課時(shí)作業(yè) 課堂互動(dòng)探究 課前自主回顧 高考總復(fù)習(xí) 課標(biāo)版 物理 與名師對(duì)話 如下圖所示，水平放置的平行板電容器與某一電源相連，它的極板長 L ＝ m ，兩板間距離 d ＝ 4 10－ 3 m ，有一束由相同帶電微粒組成的粒子 流以相同的速度 v0從兩板中央平行極板射入，開關(guān) S 閉合前，兩極板間不帶電，由于重力作用，微粒能落到下板的正中央．已知微粒質(zhì)量 m ＝ 4 10－ 5kg ，電荷量q ＝＋ 1 10－ 8C ，則下列說法正確的是 ( ) 課時(shí)作業(yè) 課堂互動(dòng)探究 課前自主回顧 高考總復(fù)習(xí) 課標(biāo)版 物理 與名師對(duì)話 A． 微粒的入射速度 v0＝ 10 m/s B． 電容器上板接電源正極時(shí)微粒有可能從平行板電容器的右邊射出電場 C． 電源電壓為 180 V時(shí) ， 微?？赡軓钠叫邪咫娙萜鞯挠疫吷涑鲭妶? D． 電源電壓為 100 V時(shí) ， 微?？赡軓钠叫邪咫娙萜鞯挠疫吷涑鲭妶? 課時(shí)作業(yè) 課堂互動(dòng)探究 課前自主回顧 高考總復(fù)習(xí) 課標(biāo)版 物理 與名師對(duì)話 [ 解析 ] 開關(guān) S 閉合前，兩極板間不帶電，微粒落到下板的正中央，由：d2＝12gt2，L2＝ v 0 t ，得 v 0 ＝ 10 m /s ， A 對(duì)；電容器上板接電源正極時(shí)，微粒的加速度更大，水平位移將更小，B 錯(cuò)； 課時(shí)作業(yè) 課堂互動(dòng)探究 課前自主回顧 高考總復(fù)習(xí) 課標(biāo)版 物理 與名師對(duì)話 設(shè)微粒恰好從平行板右邊緣下側(cè)飛出時(shí)的加速度為 a ，電場力向上，則：d2＝12at2， L ＝ v 0 t ， mg －Uqd＝ ma ，得 U ＝ 120 V ，同理微粒在平行板右邊緣上側(cè)飛出時(shí)，可得 U ＝ 200 V ，所以平行板上板帶負(fù)電，電源 電壓為 120 V ≤ U ≤ 200 V 時(shí)微粒可以從平行板電容器的右邊射出電場， C 對(duì)， D 錯(cuò)． [ 答案 ] AC 課時(shí)作業(yè) 課堂互動(dòng)探
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