2017-2018学年沪科版高中物理选修3-1第2章电场与示波器2.5探究电子束在示波管中的运动学案

2.5　探究电子束在示波管中的运动

 

设阴极金属丝释放出的电子初速度为零，则电子从电子枪阳极小孔射出的速度v0，可由动能定理计算．表达式为qU＝mv，解得v0＝.

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．(√)

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．

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＝.

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＝mv2可得v＝.

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.         B．v0＋

C.     D.

【解析】　由动能定理得：qU＝mv2－mv，v＝，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.    B．edUh　　　C.　　　D.

【解析】　由动能定理：－F·s＝－mv

所以－eE·h＝0－mv－e··h＝0－Ek0

故Ek0＝.

【答案】　D