1、10.5带电粒子在电场中的运动 基础知识导学一、带电粒子在电场中的加速1带电粒子在电场中加速(直线运动)的条件：只受电场力作用时，带电粒子的速度方向与电场强度的方向相同或相反。2分析带电粒子加速问题的两种思路(1)利用牛顿第二定律结合匀变速直线运动公式来分析。(2)利用静电力做功结合动能定理来分析。二、带电粒子在电场中的偏转1条件：带电粒子的初速度方向跟电场力的方向垂直。2运动性质：带电粒子在匀强电场中做类平抛运动，运动轨迹是一条抛物线。3分析思路：同分析平抛运动的思路相同，利用运动的合成与分解思想解决相关问题。三、示波管的原理1构造：示波管主要由电子枪、偏转电极(XX和YY)、荧光屏组成，管
2、内抽成真空。2原理(1)给电子枪通电后，如果在偏转电极XX和YY上都没有加电压，电子束将打在荧光屏的中心O点。甲示波管的结构乙荧光屏(从右向左看)(2)示波管的YY偏转电极上加的是待测的信号电压，使电子沿YY方向偏转。(3)示波管的XX偏转电极上加的是仪器自身产生的锯齿形电压(如图所示)，叫作扫描电压，使电子沿XX方向偏转。扫描电压3带电粒子的分类及受力特点(1)电子、质子、粒子、离子等基本粒子，一般都不考虑重力。(2)质量较大的微粒：带电小球、带电油滴、带电颗粒等，除有说明或有明确的暗示外，处理问题时一般都不能忽略重力。4处理带电粒子在电场中加速问题的两种方法可以从动力学和功能关系两个角度分
3、析如下：动力学角度功能关系角度应用知识牛顿第二定律以及匀变速直线运动公式功的公式及动能定理适用条件匀强电场，静电力是恒力匀强电场、非匀强电场；静电力是恒力、变力重难问题探究1、 电子在电场中运动时，电子的重力远小于其受到的静电力，电子的重力能忽略吗？2、若已知电子离开电子枪时的速度为零，加速电压为U，电子的电荷量为e，你能算出电子离开加速电场时的速度大小吗？若能，速度大小是多少？能否通过改变加速电压控制电子加速后的动能？3、根据力与运动的关系，说一说偏转电压应符合什么条件？基础小题试练1.如图所示，重力不计的两个带正电的粒子，以相同的速度先后射入水平放置的两平行金属板间，射入方向与两极板平行，
4、a粒子打在B板的点，b粒子打在B板的点，则( )A.a的运动时间小于b的运动时间B.a的比荷一定大于b的比荷C.a带的电荷量一定大于b带的电荷量D.b的质量一定大于a的质量2.静电场中，一带电粒子仅在电场力的作用下自M点由静止开始运动，N为粒子运动轨迹上的另外一点，则( )A.运动过程中，粒子的速度大小可能先增大后减小B.在两点间，粒子的轨迹一定与某条电场线重合C.粒子在M点的电势能不低于其在N点的电势能D.粒子在N点所受电场力的方向一定与粒子轨迹在该点的切线平行3.如图所示，一质量为m、带电荷量为q的带电粒子贴着A板沿水平方向以速度射入匀强电场，然后从右端飞出。已知平行正对放置的两极板的板长
5、均为L，两极板间的距离为d，加在两极板上的电压为U。求：（不计带电粒子重力）（1）带电粒子在极板间运动的时间。（2）带电粒子在极板间运动时的加速度大小。答案以及解析1.答案：AB解析：设任一粒子的初速度为v，电荷量为q，质量为m，加速度为a，水平位移为x，竖直位移为y，运动的时间为t，则加速度，竖直方向位移，因为两个粒子的初速度v相等，由运动时间知a粒子的运动时间较短；由题图知竖直方向位移y相同，由知a粒子的加速度较大，a粒子的比荷一定较大，但a的电荷量不一定大，a粒子的质量也不一定小，故A、B正确，C、D错误。2.答案：AC解析：如图，若电场由同种电荷形成且由M点释放一负血荷（如图所示），则负电荷先加速后减速，故A正确；若电场线为曲线，则粒子轨迹一定不与电场线重合，故B错误；由于N点速度大于等于零，故N点动能大于等于M点动能，由能量守恒（动能与电势能的和不变）可知，N点电势能小于等于M点电势能，故C正确；粒子做曲线运动时，粒子在N点所受静电力的方向一定不与粒子轨迹在该点的切线平行，受电场力方向一定指向凹的一侧，故D错误。3.答案：（1）（2）解析：（1）带电粒子在电场中做类平抛运动，在水平方向上做匀速直线运动，有。（2）在竖直方向做匀加速直线运动，据牛顿第二定律可得，场强大小为，联立解得。
