高中物理第2章電場與示波器探究電子束在示波管中的運(yùn)動學(xué)案滬科版選修3-1-資料下載頁
2024-11-19 23:12本頁面
【導(dǎo)讀】[學(xué)習(xí)目標(biāo)定位].無論是勻強(qiáng)電場還是非勻強(qiáng)電場，均可用動能定理分析，即qU＝ΔEk＝12mv2－0.直線運(yùn)動和沿電場力方向的初速度為零的勻加速直線運(yùn)動.板運(yùn)動，板間距為d.帶電粒子在電場中受哪些力作用？重力能否忽略不計？計算粒子到達(dá)負(fù)極板時的速度？若已知加速電場的電壓為U，請進(jìn)一步表示tanφ和y?方向上的偏移量y′是多大？速，然后在同一偏轉(zhuǎn)電場中偏轉(zhuǎn)，它們會分成三股嗎？兩點間的電勢差為U，由動能定理可知，對質(zhì)子：12mHv2H＝qHU，對α粒子：12mαv2α＝qαU.所以vHvα＝qHmαqαmH＝1×42×1＝21.求電子穿過A板時速度的大??；若要電子打在熒光屏上P點的上方，可采取哪些措施？減小加速電壓U1或增大偏轉(zhuǎn)電壓U2.
【正文】 種粒子做功之比為 1∶ 2∶ 2 D．偏轉(zhuǎn)電場的電場力對三種粒子做功之比為 1∶ 2∶ 4 答案 B 解析 粒子加速過程 qU1＝ 12mv2，從 B 至 M 用時 t＝BMv ，得 t∝ mq，所以 t1∶ t2∶ t3＝ 1∶ 2∶ 2，選項 A 錯誤．偏轉(zhuǎn)位移 y＝ 12qU2md (Lv)2＝ U2L24dU1，所以三種粒子打到熒光屏上的位置相同，選項 B 正確．因 W＝ qEy，得 W1∶ W2∶ W3＝ q1∶ q2∶ q3＝ 1∶ 1∶ 2，選項 C、D 錯誤． 9．如圖 9 所示的示波管，當(dāng)兩偏轉(zhuǎn)電極 XX′、 YY′電壓為零時，電子槍發(fā)射的電子經(jīng)加速電場加速后會打在熒光屏上的正中間 (圖示坐標(biāo)系的 O 點，其中 x 軸與 XX′電場的場強(qiáng)方向重合， x軸正方向垂直于紙面向里， y軸與 YY′電場的場強(qiáng)方 向重合， y軸正方向豎直向上 )．若要電子打在圖示坐標(biāo)系的第 Ⅲ 象限，則 ( ) 圖 9 A． X、 Y 極接電源的正極， X′、 Y′接電源的負(fù)極 B． X、 Y′極接電源的正極， X′、 Y 接電源的負(fù)極 C． X′、 Y 極接電源的正極， X、 Y′接電源的負(fù)極 D． X′、 Y′極接電源的正極， X、 Y 接電源的負(fù)極 答案 D 解析 若要使電子打在題圖所示坐標(biāo)系的第 Ⅲ 象限，電子在 x軸上向負(fù)方向偏轉(zhuǎn)，則應(yīng)使 X′接正極， X 接負(fù)極；電子在 y 軸上也向負(fù)方向偏轉(zhuǎn)，則應(yīng)使 Y′接正極， Y 接負(fù)極，所以選項 D 正確． 題組三 綜合應(yīng)用 10．一個初動能為 Ek 的帶電粒子以速度 v 垂直電場線方向飛入兩塊平行金屬板間，飛出時動能為 2 倍，不計重力，那么該粒子飛出時動能為 ( ) A． 4Ek B． C． 6Ek D． 答案 B 解析 帶電粒子做類平拋運(yùn)動，平行于極板方向的速度增加到原來的 2 倍，帶電粒子通過電場的時間變?yōu)樵瓉淼?12，沿電場方向的位移變?yōu)樵瓉淼?14，電場力做功變?yōu)樵瓉淼?14. 由動能定理 得 ΔEk′＝ qEy′＝ 14yqE 原速飛過時由動能定理有 ΔEk＝ 3Ek－ Ek＝ qEy 而 ΔEk′＝ Ek 末 ′－ 4Ek 解得 Ek 末 ′＝ . 10 所示，水平放置的平行板電容器，上板帶負(fù)電，下板帶正電，帶電小球以速度 v0水平射入電場，且沿下板邊緣飛出．若下板不動，將上板上移一小段距離，小球仍以相同的速度 v0 從原處飛入，則帶電小球 ( ) 圖 10 A．將打在下板中央 B．仍沿原軌跡由下板邊緣飛出 C．不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，沿直線運(yùn)動 D．若上板不動，將下板上移一段距離，小球可能打在下板的中央 答案 BD 解析 將電容器上板或下板移動一小段距離，電容器帶電荷量不變，由公式 E＝ Ud＝ QCd＝4kπQεS 可知，電容器產(chǎn)生的場強(qiáng)不變，以相同速度入射的小球仍將沿原軌跡運(yùn)動．當(dāng)上板不動，下板向上移動時，小球可能打在下板的中央． 12．兩個半徑均為 R 的圓形平板電極，平行正對放置，相距為 d，極板間的電勢差為 U，板間電場可以認(rèn)為是勻強(qiáng)電場．一個 α粒子從正極板邊緣以某一初速度垂直于電場方向射入兩極板之間，到達(dá)負(fù)極板時恰好落在極板中心．已知質(zhì)子電荷量為 e，質(zhì)子和中子的質(zhì)量均視為 m，忽略重力和空氣阻力的影響，求： (1)極板間的電場強(qiáng)度 E 的大??； (2)α粒子在極板間運(yùn)動的加速度 a 的大小； (3)α粒子的初速度 v0 的大?。? 答案 (1)Ud (2) eU2md (3) R2d eUm 解析 (1)極板間場強(qiáng) E＝ Ud (2)α粒子電荷量為 2e，質(zhì)量為 4m，所受電場力 F＝ 2eE＝ 2eUd α粒子在極板間運(yùn)動的加速度 a＝ F4m＝ eU2dm (3)由 d＝ 12at2，得 t＝ 2da ＝ 2d meU， v0＝ Rt ＝ R2d eUm
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