高考物理复习专题七:带电粒子在电场中的加速、偏转问题
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专题七 带电粒子在电场中的加速、偏转问题
解题思路:
带电粒子在匀强电场中加速与偏转常用规律
(1)带电粒子在匀强电场中的加速:
①牛顿第二定律:带电粒子受到恒力的作用,可由牛顿第二定律及匀变速直线运动的公式进行计算
②动能定理:带电粒子在电场中通过电势差的两点时动能的变化,则
(2)带电粒子在匀强电场中的偏转:
当电荷量为q、质量为m的带电粒子(不计重力)从静止开始经电压加速后,以速度v垂直电场进入平行金属板间(电压为、板长为L、板间距为d)则粒子做类平抛运动,
有,
所以粒子侧移量,
同理速度偏向角的正切值
处理带电粒子在电场中运动的常用技巧
(1)微观粒子在电场中运动,通常不必考虑其重力及运动中重力势能的变化
(2)普通的带电体(如油滴、尘埃、小球等)在电场中的运动,除题中说明外,必须考虑其重力及运动中重力势能的变化
(3)求解时抓住侧移量y和偏向角这两个量,熟练运用动能定理和类平抛运动的知识
【典型例题1】如图所示,从F处释放一个无初速度的电子向B板方向运动,指出下列对电子运动的描述中错误的是(设电源电动势为U)( )
A.电子到达B板时的动能是U(eV)
B.电子从B板到达C板动能变化量为零
C.电子到达D板时动能是3U(eV)
D.电子在A板和D板之间做往复运动
答案:C解析:由电路图可得,电子在A、B板间加速运动,电场力做正功U(eV),在B、C板间匀速运动,在C、D板间减速运动,电场力做负功-U(eV),所以电子在D板处速度为零,电子在A板和D板之间做往复运动,所以答案为C.
【典型例题2】如图所示,直流电源的路端电压U=182 V,金属板AB、CD、EF、GH相互平行、彼此靠近.它们分别和变阻器上的触点a、b、c、d连接.变阻器上ab、bc、cd段电阻之比为1∶2∶3.孔O1正对B和E,孔O2正对D和G.边缘F、H正对.一个电子以初速度v0=4×106 m/s沿AB方向从A点进入电场,恰好穿过孔O1和O2后,从H点离开电场.金属板间的距离L1=2 cm,L2=4 cm,L3=6 cm.电子质
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