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第十章 静电场中的能量
第5节 带电粒子在电场中的运动
【学习目标】
1．学会运用静电力、电场强度等概念研究带电粒子在匀强电场中的运动。
2．掌握初速度与场强方向垂直的带电粒子在电场中的运动规律。
3．知道示波管的主要构造和工作原理。
【重点难点】
重点：带电粒子在匀强电场中的加速和偏转规律。
难点：带电粒子在匀强电场中的偏转问题及应用。
【预习导航】
一、带电粒子的加速
真空中有一对平行带电金属板，极板间电势差为U，质量为m、带正电荷q的粒子，在静电力作用下由静止开始从正极板运动到负极板过程中：
带电粒子受哪些力的作用？重力能否忽略不计，为什么？
2、粒子在电场中做什么运动？
二、 带电粒子的偏转
如图所示：带电粒子的电荷量为q，质量为m，以速度V0垂直电场线射入两极板间的匀强电场，板长为L，板间距离为d, 两极板间的电势差为U。
粒子在V0方向上做什么运动？ 穿越两极板的时间为多少？
2、粒子垂直V0方向上做什么运动？ 加速度的大小？
三、 示波管的原理
示波管是示波器的核心部件，管内抽成真空，主要由哪三部分组成？
【课堂探究】
探究点一：带电粒子的加速
真空中有一对带电金属板，极板间电势差为U，质量为m、带正电荷q的粒子，在静电力作用下由静止开始从正极板运动到负极板过程中：静电力对粒子做的功为多少？ 粒子到达负极板的速度大小？
探究点二：带电粒子的偏转
如图所示：带电粒子的电荷量为q，质量为m，以速度V0垂直电场线射入两极板间的匀强电场，板长为L，板间距离为d, 两极板间的电势差为U。不计粒子的重力。
粒子受力情况怎样？ 做什么性质的运动？
粒子的加速度 离开电场的时间？
当粒子离开电场时，粒子水平方向的速度和竖直方向的速度分别为多大？
4、合速度与初速度方向夹角的正切值为多少？
5、粒子沿电场方向的偏移量y 为多少？
【典型例题】
(
U
－
+
)【例1】、如图所示，一对平行金属板间电压为U，氢核（）、氘核（）
氚核（）分别由右孔由静止释放，后由左孔射出，则：
⑴ 射出时的动能之比为________________
⑵ 射出时的速度之比为________________
【例2】、如图所示，质子（）和α粒子(He))，分别以相同的初动能和相同的初速度垂直射入偏转电场(粒子不计重力)，则这两个粒子射出电场时的
侧位移y之比分别为：__________和______________
【例3】、如图是示波管的原理图，它由电子枪、偏转电极（XX， 和YY， ）、荧光屏三部分组成， 管内抽成真空，给电子枪通电后，如果在偏转电极XX， 和YY， 都没有加电压，电子将打在荧光屏的中心O点。
（1）带电粒子在____________加速，在________________偏转。（填部位名称）
（2）若UYY，>0, 若UXX，=0,则粒子向________板偏移，若UYY，=0, UXX，>0, 则粒子向________板偏移，
【课堂达标】
1．对公式的适用条件，下列说法中正确的是（ ）
A．只适用于匀强电场中，v0＝0的带电粒子被加速
B．只适用于匀强电场中，粒子运动方向与场强方向平行的情况
C．只适用于匀强电场中，粒子运动方向与场强方向垂直的情况
D．适用于任何电场中，v0＝0的带电粒子被加速
2． 如图，P和Q为两平行金属板，板间电压为U，在P板附近有一电子由静止开始向Q板
运动．关于电子到达Q板时的速率，下列说法正确的是（ ）
A．两板间距离越大，加速时间越长，获得的速率就越大
B．两板间距离越小，加速度越大，获得的速率就越大
C．与两板间距离无关，仅与加速电压U有关
D．以上说法都不正确
3．（多选）如图所示，一带电粒子以初速度为v0，方向与极板平行射入一对平行金属板之间,粒子只受电场力作用，则当粒子离开电场时，下列说法正确的是（ ）
A．当其他条件不变，d增大时，粒子在y方向上偏离的距离将增大
B．当其他条件不变，d增大时，粒子在y方向上偏离的距离将减小
C．当其他条件不变，U增大时，偏转角度θ将增大
D．当其他条件不变，U增大时，偏转角度θ将减小
【课后反思】

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