2017-2018学年高中物理（沪科版,选修3-1）同步课件+学业分层测评+教师用书 第2章 2.5　探究电子束在示波管中的运动 （3份打包）

学业分层测评 知识点一 知识点二 2.5　探究电子束在示波管中的运动 学 习 目 标 知 识 脉 络 1.了解示波器的构造. 2.探究电子束在偏转电极中的偏转，并观察带电油滴在匀强电场中的偏转. 3.掌握示波管中电子束的运动规律，会运用力学知识解决带电粒子在电场中的加速和偏转问题．(难点) 带 电 粒 子 在 电 子 枪 中 的 运 动 零 动能定理 eq \o([先填空]) 设阴极金属丝释放出的电子初速度为 ，则电子从电子枪阳极小孔射出的 速度v0，可由 计算．表达式为qU＝ ，解得 . eq \f(1,2)mveq \o\al(2,0) v0＝eq \r(\f(2qU,m)) eq \o([再判断]) 1．从电子枪中发出的电子只有在匀强电场中加速，才能应用动能定理．(×) 2．带电粒子仅在电场力作用下运动时，动能一定增加．(×) 3．带电粒子在电容器两板间加速时，若电压不变，增大板间距离时，并不改变粒子末速度大小，但改变运动时间．(√) eq \o([后思考]) 带电粒子在电场中运动时，什么情况下重力可以忽略？什么情况下不能忽略重力？ 【提示】　(1)当带电粒子的重力远小于电场力时，粒子的重力就可以忽略． (2)微观带电粒子，如电子、质子、离子、α粒子等除有说明或有明确暗示外，处理问题时均不计重力．而带电的液滴、小球等除有说明或有明确暗示外，处理问题时均应考虑重力． eq \o([合作探讨]) 如图2­5­1所示，平行板电容器两板间电压为U，板间距离为d.一质量为m，带电量为q的正离子在左板附近由静止释放． 图2­5­1 探讨1：正离子在两板间做什么规律的运动？加速度多大？ 【提示】　正离子在两板间做初速度为零的匀加速直线运动．加速度a＝eq \f(Uq,dm). 探讨2：正离子到达负极板时的速度多大？ 【提示】　由动能定理Uq＝eq \f(1,2)mv2可得v＝eq \r(\f(2Uq,m)). eq \o([核心点击]) 1．电场中的带电粒子的分类 (1)带电的基本粒子 如电子、质子、α粒子、正离子、负离子等，这些粒子所受重力和电场力相比要小得多，除非有特别的说明或明确的标示，一般都不考虑重力(但并不能忽略质量)． (2)带电微粒 如带电小球、液滴、尘埃等，除非有特别的说明或明确的标示，一般都要考虑重力．某些带电体是否考虑重力，要根据题目说明或运动状态来判定． 2．解决带电粒子在电场中加速时的基本思路 1．如图2­5­2所示，M和N是匀强电场中的两个等势面，相距为d，电势差为U，一质量为m(不计重力)、电荷量为－q的粒子，以速度v0通过等势面M射入两等势面之间，此后穿过等势面N的速度大小应是(　　) 图2­5­2 A. eq \r(\f(2qU,m)) B．v0＋ eq \r(\f(2qU,m)) C. eq \r(v\o\al(2,0)＋\f(2qU,m)) D. eq \r(v\o\al(2,0)－\f(2qU,m)) 【解析】　由动能定理得：qU＝eq \f(1,2)mv2－eq \f(1,2)mveq \o\al(2,0)，v＝eq \r(v\o\al(2,0)＋\f(2qU,m))，故C正确． 【答案】　C 2．两平行金属板相距为d，电势差为U，一电子质量为m、电荷量为e，从O点沿垂直于极板的方向射出，最远到达A点，然后返回，如图2­5­3所示，OA＝h，此电子具有的初动能是(　　) 【导学号：29682015】 图2­5­3 A.eq \f(edh,U) B．edUh　　　C.eq \f(eU,dh)　　　D.eq \f(eUh,d) 【解析】　由动能定理：－F·s＝－eq \f(1,2)mveq \o\al(2,0) 所以－eE·h＝0－eq \f(1,2)mveq \o\al(2,0)－e·eq \f(U,d)·h＝0－Ek0 故Ek0＝eq \f(eUh,d). 【答案】　D 3.如图2­5­4所示，在点电荷＋Q的电场中有A、B两点，将质子和α粒子分别从A点由静止释放到达B点时，它们的速度大小之比为多少？ 图2­5­4 【解析】　设A、B两点间的电势差为U，由动能定理知，对质子：eq \f(1,2)mHveq \o\al(2,H)＝qHU，对α粒子：eq \f(1,2)mαveq \o\al(2,α)＝qαU，所以eq \f(vH,vα)＝eq \r(\f(qHmα,qαmH))＝eq \r(\f(1×4,2×1))＝eq \f(\r(2),1). 【答案】　eq \r(2)∶1 电 子 束 在 示 波 管 中 的 运 动 规 律 匀强电场 eq \o([先填空]) 1．如图2­5­5所示，偏转电极YY′两极间