教科版選修3-1：第一章靜電場學(xué)案7-在線瀏覽
2025-02-10 22:43本頁面
【正文】 場力的作用 ， 其方向和速度方向垂直且豎直向下 ． 粒子在水平方向做勻速直線運(yùn)動 ， 在豎直方向在電場力方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動 ， 其合運(yùn)動類似于平拋運(yùn)動 ． (2)a＝ Fm＝ qUmd t＝ lv0 (3)vx＝ v0 vy＝ at＝ qUlmdv0 tan θ＝ vyv0＝ qUlmdv20 (4)y＝ 12at2＝ qUl22mdv20. (5)不同 ． 速度偏轉(zhuǎn)角 tan θ＝ qUlmdv20 位移和水平方向的夾角 tan α＝ yl＝ qUl2mdv20 所以 tan θ＝ 2tan α. [要點(diǎn)提煉 ] 1． 運(yùn)動狀態(tài)分析 ： 帶電粒子 (不計(jì)重力 )以初速度 v0垂直于電場線飛入勻強(qiáng)電場時 ， 受到恒定的與初速度方向垂直的電場力作用而做 勻變速曲線 運(yùn)動 ． 2． 偏轉(zhuǎn)問題的分析處理方法 ： 與平拋運(yùn)動類似 ， 即應(yīng)用 運(yùn)動的合成與分解 的知識分析處理 ． 3． 一個有用的結(jié)論 ： 粒子射出電場時速度 方向的反向延長線過 水平位移的中點(diǎn) ， 即粒子就像是從極板間 l2處射出的一樣 ． 一、電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系 例 1 如圖 4 所示 ， P、 Q 兩金屬板間的電勢差為 50 V， 板間存在勻強(qiáng)電場 ， 方向水平向左 ，板間的距離 d＝ 10 cm， 其中 Q 板接地 ， 兩板間的 A 點(diǎn)距 P 板 4 ： 圖 4 (1)P 板及 A 點(diǎn)的電勢 ． (2)保持兩板間的電勢差不變 ， 而將 Q 板向左平移 5 cm， 則 A 點(diǎn)的電勢將變?yōu)槎嗌?？ 解析 板間場強(qiáng)方向水平向左，可見 Q板是電勢最高處 ． Q板接地，則電勢 φQ＝ 0，板間各點(diǎn)電勢均為負(fù)值 ． 利用公式 E＝ Ud可求出板間勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)，再由 U＝ Ed可求出各點(diǎn)與 Q板間的電勢差，即各點(diǎn)的電勢 ． (1)場強(qiáng) E＝ Ud＝ 5010 10－ 2 Vm－ 1＝ 5 102 Vm－ 1＝ 103 V角 ． 將一個電荷量為 － 2 10－ 5 C 的電荷由 A 移到 B， 其電勢能增加了 J． 問 ： 圖 3 (1)在此過程中 ， 電場力對該電荷做了多少功 ？ (2)A、 B 兩點(diǎn)的電勢差 UAB為多大 ？ (3)勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)為多大 ？ 答案 (1)－ J (2)5 000 V (3)5 105 V/m 解析 (1)電勢能增加多少，電場力就做多少負(fù)功，故電場力對電荷做了－ J的功 ． (2)由 W＝ qU，得 UAB＝ WABq ＝ － － 2 10－ 5 V ＝ 5 000 V. (3)由 U＝ Ed，得 E＝ UABd ＝ UABABcos 60176。 V/m＝ 104 V/m. 題組二 帶電粒子在電場中加速運(yùn)動 5 所示 ， 在勻強(qiáng)電場 E 中 ， 一帶電粒子 (不計(jì)重力 )－ q 的初速度 v0恰與電場線方向相同 ， 則帶電粒子 － q 在開始運(yùn)動后 ， 將 ( ) 圖 5 A． 沿電場線方向做勻加速直線運(yùn)動 B． 沿電場線方向做變加速直線運(yùn)動 C． 沿電場線方向做勻減速直線運(yùn)動 D． 偏離電場線方向做曲線運(yùn)動 答案 C 解析 在勻強(qiáng)電場 E 中，帶電粒子所受靜電力為恒力 ． 帶電粒子受到與運(yùn)動方向相反的恒定的電場力作用，產(chǎn)生與運(yùn)動方向相反的恒定的加速度，因此，帶電粒子－ q在開始運(yùn)動后，將沿電場線做勻減速直線運(yùn)動 ． 6 所示 ， P 和 Q為兩平行金屬板 ， 板間電壓為 U， 在 P 板附近有一電子由靜止開始向Q 板運(yùn)動 ， 關(guān)于電子到達(dá) Q 板時的速率 ， 下列說法正確的是 ( ) 圖 6 A． 兩板間距離越大 ， 加速時間越長 ， 獲得的速率就越大 B． 兩板間距離越小 ， 加速度越大 ， 獲得的速率就越大 C． 與兩板間距離無關(guān) ， 僅與加速電壓 U 有關(guān) D． 以上說法都不正確 答案 C 題組三 帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)運(yùn)動 7 所示 ， 電子經(jīng)過加速后以速度 v0垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場 ， 離開電場時偏轉(zhuǎn)量為 h， 兩平行板 間距離為 d， 電勢差為 U， 板長為 l， 每單位電壓引起的偏移量 (h/U)叫示波器的靈敏度 ． 若要提高其靈敏度 ， 可采用下列方法中的 ( ) 圖 7 A． 增大兩極板間的電壓 B． 盡可能使板長 l 做得短些 C． 盡可能使板間距離 d 減小些 D． 使電子入射速度 v0大些 答案 C 解析 因?yàn)?h＝ 12at2＝ qUl22mdv20(a＝qUmd， t＝lv0)，所以hU＝ql2，選項(xiàng)中合乎要求的只有 C. 8 所
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