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動學案滬科版選修3-1-閱讀頁
2024-12-09 23:12本頁面
【正文】 得 t＝ lv0 a＝ Fm＝ qEm＝ qU′md ③ vy＝ at＝ qU′lmdv0 tan φ＝ vyv0＝ qU′lmdv20 ④ y＝ 12at2＝ qU′l22mdv20 (2)在加速電場中，由動能定理有 qU＝ 12mv20， 由 ③ 及上式得： tan φ＝ lU′2dU 由 ④ 及上式得： y＝ l2U′4dU (3)方法一： y′＝ y＋ Ltan φ＝ lU′4dU(l＋ 2L) 方法二： y′＝ y＋ vyt′ ＝ y＋ vyLv0 ＝ lU′4dU(l＋ 2L) 方法三：利用平拋運動和類平拋運動的結論，從偏轉電場射出時的速度 vy 方向的反向延長線與初速度 v0 的交點位于 l2處 (如圖所示 ) 則 y′＝ tan φUqmdlv0v0 ＝U2qldmv20. 由此知，若動能相等， q 不同，則不能滿足要求， A 錯誤；若速度相同， qm不同，則不能滿足要求， B 錯誤；同樣地，若 qm相同， v0不同也不能滿足要 求， C錯誤；若經過相同電場加速，滿足 qU1＝ 12mv20，則 y＝ U2l24dU1， tan θ＝ U2l2dU1， y、 tan θ 均與 v0、 Ek、 q、 m 無關， D 正確． 8 所示，其中平行金屬板 A、 B 之間有加速電場， C、 D 之間有偏轉電場， M 為熒光屏．今有質子、氘核和 α 粒子均由 A 板從靜止開始被加速電場加速后垂直于電場方向進入偏轉電場，最后打在熒光屏上．已知質子、氘核和 α粒子的質量之比為 1∶2∶ 4，電荷量之比為 1∶ 1∶ 2，則下列判斷中正確的是 ( ) 圖 8 A．三種粒子從 B 板運動到熒光屏經歷的時間相同 B．三種粒子打到熒光屏上的位置相同 C．偏轉電場的電場力對三種粒子做功之比為 1∶ 2∶ 2 D．偏轉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，當兩偏轉電極 XX′、 YY′電壓為零時，電子槍發(fā)射的電子經加速電場加速后會打在熒光屏上的正中間 (圖示坐標系的 O 點，其中 x 軸與 XX′電場的場強方向重合， x軸正方向垂直于紙面向里， y軸與 YY′電場的場強方 向重合， y軸正方向豎直向上 )．若要電子打在圖示坐標系的第 Ⅲ 象限，則 ( ) 圖 9 A． X、 Y 極接電源的正極， X′、 Y′接電源的負極 B． X、 Y′極接電源的正極， X′、 Y 接電源的負極 C． X′、 Y 極接電源的正極， X、 Y′接電源的負極 D． X′、 Y′極接電源的正極， X、 Y 接電源的負極 答案 D 解析 若要使電子打在題圖所示坐標系的第 Ⅲ 象限，電子在 x軸上向負方向偏轉，則應使 X′接正極， X 接負極；電子在 y 軸上也向負方向偏轉，則應使 Y′接正極， Y 接負極，所以選項 D 正確． 題組三 綜合應用 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′＝ q
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