2025年高中物理高考复习配套课件 第25讲 带电粒子在电场中的偏转

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第25讲 带电粒子在电场中的偏转
带电粒子在匀强电场中的偏转
（2）运动性质：匀变速曲线运动.
（3）处理方法：运动的合成与分解.
①沿初速度方向：带电粒子做__________运动.②沿电场方向：带电粒子做初速度为零的____________运动.
1.带电粒子在匀强电场中只能做类平抛运动.( )
2.带电粒子只受电场力时,也可以做匀速圆周运动.( )
考点一 带电粒子在恒定电场中的偏转
1.带电粒子在电场中的偏转规律
2.两个结论（1）不同的带电粒子从静止开始经过同一电场加速后再从同一偏转电场射出时，偏移距离和偏转角总是相同的.（2）速度的反向延长线与初速度延长线的交点为粒子水平位移的中点，该点到偏转电场边缘的距离为水平位移的一半.
考点二 带电粒子在交变电场中的偏转
1.抓住粒子运动时间上的周期性和空间上的对称性，求解粒子运动过程中的速度、位移、做功或确定与物理过程相关的临界条件.2.对于锯齿波和正弦波等电压产生的交变电场，若粒子穿过板间的时间极短，则带电粒子穿过电场时可认为是在匀强电场中运动.
[解析] 电子经过加速电场加速，根据动能
素养提升 示波管的原理
A.&1& B.&2& C.&3& D.&4&
考点一　带电粒子在恒定电场中的偏转
3.在图甲所示的极板A、B间加上如图乙所示的大小不变、方向周期性变化的交变电压,其周期为T,现有电子以平行于极板的速度v0从两板中央沿OO'射入.已知电子的质量为m,电荷量为e,不计电子的重力.(1)若电子从t=0时刻射入,在半个周期内恰好能从A板的边缘飞出,则电子飞出时速度的大小为多少?
考点二　带电粒子在交变电场中的偏转
[解析] t=0时刻射入的电子,在垂直于极板方向上做匀加速运动,向正极板方向偏转,半个周期后电场反向,电子在该方向上做匀减速运动,再经过半个周期,电子在电场方向上的速度减小到零,此时的速度等于初速度v0,方向平行于极板,以后继续重复这样的运动;要使电子恰能平行于极板飞出,则电子至少运动一个周期,故极板长至少为L=v0T.
(2)若电子从t=0时刻射入,恰能平行于极板飞出,则极板至少为多长?
(3)若电子恰能沿OO'平行于极板飞出,电子应从哪一时刻射入?两极板间距至少为多大?
4.示波管的结构如图甲所示,它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成,管内抽成真空,两对偏转电极XX'、YY'相互垂直.如图乙所示,荧光屏上有xOy直角坐标系,坐标原点位于荧光屏的中心,x轴与电极XX'的金属板垂直,其正方向由X'指向X,y轴与电极YY'的金属板垂直,其正方向由Y'指向Y.电子枪中的金属丝加热后可以逸出电子,电子经加速电极间的电场加速后进入偏转电极间,两对偏转电极分别使电子在两个相互垂直的方向发生偏转,最终打在荧光屏上,产生一个亮斑.
素养提升　示波管的原理
已知两对偏转电极极板都是边长为l的正方形金属板,每对电极的两个极板间距都为d,加速电极间电压为U0,电子的电荷量为e,质量为m.忽略电子刚离开金属丝时的速度,不计电子之间相互作用力及电子所受重力的影响.下列各情形中,电子均能打到荧光屏上.(1)若两个偏转电极都不加电压时,电子束将沿直线运动,且电子运动的轨迹平行每块偏转极板,最终打在xOy坐标系的坐标原点.求电子到达坐标原点前瞬间速度的大小v0.
(2)若在偏转电极YY'之间加恒定电压U1,而偏转电极XX'之间不加电压,已知电极YY'的右端与荧光屏之间的距离为L1.求电子打在荧光屏上的位置坐标.
(3)若电极XX'的右端与荧光屏之间的距离为L2,偏转电极XX'之间加如图丙所示的扫描电压.当偏转电压发生变化时,可利用下述模型分析:由于被加速后电子的速度较大,它们都能从偏转极板右端穿出极板,且时间极短,此过程中可认为偏转极板间的电压不变.①在偏转电极YY'之间不加电压时,请说明电子打在荧光屏上,形成亮斑的位置随时间变化的关系;
A.粒子的初速度B.两平行板间的电势差C.粒子射出电场时的速度D.粒子在板间运动过程中速度的偏转角
2.［人教版必修第三册改编］ 如图所示，偏转电场的极板水平放置，偏转电场右边的挡板竖直放置，氕、氘、氚三粒子同时从同一位置沿水平方向进入偏转电场，最终均打在右边的竖直挡板上.不计氕、氘、氚的重力，不考虑三者之间的相互影响.下列说法正确的是( )
A.若三者进入偏转电场时的初动能相同，则一定到达挡板上同一点B.若三者进入偏转电场时的初动量相同，则到达挡板的时间一定相同C.若三者进入偏转电场时的初速度相同，则一定到达挡板上同一点D.若三者进入偏转电场时的初动能相同，则到达挡板的时间一定相同
3.有一种喷墨打印机的打印头结构示意图如图所示，喷嘴喷出来的墨滴经带电区带电后进入偏转板，经偏转板间的电场偏转后打到承印材料上.已知偏移量越大则字迹越大.
A.增大墨滴带的电荷量B.减小墨滴喷出时的速度C.减小偏转板与承印材料间的距离D.增大偏转板间的电压
现要减小字迹，下列做法可行的是 ( )
（3）求一个周期内离开电容器Ⅱ的电子数与进入电容器Ⅰ的总电子数的比值.