第2章 第2节 课时2 带电粒子在电场中加速和偏转的综合-【高中必刷题】2023-2024学年新教材高中物理必修第三册同步课件（粤教版2019）

物理 必修第三册 YJ 1 2 课时2 带电粒子在电场中加速和偏转的综合 刷基础 2 1.示波管的结构如图所示，、接输入电压信号，、 接扫描电压信号，若扫描电压信号的周 期和输入电压信号的周期相同，且可以在荧光屏上得到输入电压信号周期变化的图像，则下列扫 描电压信号的图像可能正确的是( ) A A. B. C. D. 题型1 示波管的原理 3 解析 若扫描电压信号如B、C、D选项所示，则在半个周期内，粒子沿 方向偏转距离相同， 荧光屏上在 方向呈现一条直线，无法显示输入信号随时间周期性变化的具体情况，若扫描电 压信号如A选项所示，则粒子打在荧光屏上的位置沿 方向随时间均匀分布，又扫描电压信号周 期与输入电压信号周期相同，可得到输入电压信号周期变化的图像，综上，A项图像正确.故选A. 题型1 示波管的原理 4 2.[湖北襄阳五中2024高二上月考] 让一价氢离子、一价氦离子和二价氦 离子的混合物由静止开始经过同一加速电场加速，然后在同一偏转电场 里偏转，最后都从偏转电场右侧离开，图中画出了其中一种离子的运动 轨迹，下列说法正确的是( ) D A.在加速电场中运动时间最长的是一价氢离子 B.经加速电场加速后动能最小的是二价氦离子 C.在偏转电场中三种离子的加速度之比为 D.在加速和偏转过程中三种离子的轨迹都重合 题型2 带电粒子在电场中加速和偏转的综合 5 解析 设加速电压为，加速过程，根据动能定理有，可得 ， 可知加速后动能最大的离子是二价氦离子，B错误；设加速极板间距离为 ，离子在加速电场中运 动时间 ，可知加速时间最长的是一价氦离子，A错误；设偏转电场两极板间距离为 ，偏转电压为,离子偏转过程做类平抛运动，则有 ，可知三种离子加速度之比为 ，C错误；在加速电场中，离子受力方向相同，做直线运动，轨迹相同，在偏转电 场中，当水平位移为时，竖直方向的偏转距离为 ，可知偏转轨迹 与、 无关，三种离子的轨迹重合，D正确. 题型2 带电粒子在电场中加速和偏转的综合 6 【方法总结】初速度为零的带电粒子经过加速电场进入偏转电场后飞出，在竖直方向上偏转的距 离为， 与粒子的比荷无关. 题型2 带电粒子在电场中加速和偏转的综合 7 3.[湖南常德一中2024高二上开学考] 如图所示，平行金属板、 间 距为，电压为，一电子由静止从板开始加速，穿过 板的小孔， 垂直进入平行金属板、间的匀强电场.、 两板间距离和板长均为 ，在、板的右侧距离处有一垂直于、 板的无限大的显示屏 （1）电子经过 板加速后的速度大小； ，当、间电压为零时，电子打在屏上点.当、间电压为时，电子打在屏的 点 （图中未画出）.已知电子电荷量为，质量为 ，电子重力不计，求： [答案] 题型2 带电粒子在电场中加速和偏转的综合 8 解析 电子在加速电场中运动时，由动能定理有，解得 . 题型2 带电粒子在电场中加速和偏转的综合 9 （2）电子从静止开始运动到打到 点所经过的时间； [答案] 题型2 带电粒子在电场中加速和偏转的综合 10 解析 对于加速过程，有 ， 把代入可得 ， 电子在金属板间和出匀强电场后打到显示屏前的运动中，水平方向都做速度为 的匀速直线运 动，运动时间为 ， 故电子运动的总时间为 . 题型2 带电粒子在电场中加速和偏转的综合 11 （3）、 间的距离. [答案] 题型2 带电粒子在电场中加速和偏转的综合 12 解析 电子在偏转电场中做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，则有 ， 竖直方向做匀加速直线运动，则电子离开偏转电场时偏转的距离为 ， 根据牛顿第二定律得 ， 联立得 ， 设，电子离开偏转电场后做匀速直线运动，根据几何关系得 ， 解得 . 题型2 带电粒子在电场中加速和偏转的综合 13 【关键点拨】带电粒子的运动轨迹如图所示. 题型2 带电粒子在电场中加速和偏转的综合 14 【方法总结】分析带电粒子在电场中偏转问题的方法 将带电粒子在电场中的运动分解为垂直电场方向的匀速直线运动 和沿电场方向的匀变速直线运动，根据抛体运动的特点解题. 题型2 带电粒子在电场中加速和偏转的综合 4.[四川成都七中2023高二上月考] 如图所示，、、、 为匀强电场中相邻的四个等势面，等 势面与水平方向的夹角为 ，一电子从等势面上点以 的动能进入匀强电场，速度方向 竖直向上，电子恰好不穿过等势面.已知相邻等势面间的距离均为 ，电子重力不计.则下列说 法正确的是( ) C A.电子做匀变速直线运动 B.电子再次经过等势面时的位置与点相距 C.电子经过等势面时的动能为