第六节示波器（第二课时）【自主学习】一、学习目标1.知识与技能（1）理解带电粒子在匀强电场中的偏转原理2.过程与方法通过探究物理规律，了解研究方法，尝试解决实际问题3.情感、态度与价值观培养学生参与科学探究活动的热情4.重点难点理解掌握带电粒子在匀强电场中的偏转远离5.自主学习1、在示波器中处理带电粒子在电场中的偏转可采用分解法，可分解成沿初速方向的______________________和沿电场力方向的___________________来分析、处理。
要点透析问题一正确运用动力学方法和功能关系解决带电粒子的加速和偏转问题1、如图所示，离子发生器发射出一束质量为m、电荷量为q 的离子，从静止经加速电压U1加速后，获得速度v0，并沿垂直于电场线方向射入两平行板中央，受偏转电压U2作用后，以速度v离开电场.已知平行板长为l，两板间距离为d，求：（1）v0的大小；（2）离子在偏转电场中运动的时间t；（3）离子在偏转电场中受到的电场力的大小F；（4）离子在偏转电场中的加速度；（5）离子在离开偏转电场时的横向速度v y；（6）离子在离开偏转电场时的速度v的大小；（7）离子在离开偏转电场时的横向偏移量y；（8）离子离开电场时的偏转角θ的正切值tanθ.第六节 示波器（第二课时）【课堂检测】1. 一电子以初速度V 0沿垂直场强方向射入两平行金属板间的匀强电场中，现减小两板间的电压，则电子穿越两平行板所需的时间 （ ）A ．随电压的减小而减小 B.随电压的减小而增大 C ．与电压减小与否无关 D.随两板间距离的增大而减少2.带电粒子经加速电场加速后垂直进入两平行金属板间的偏转电场，要使它离开偏转电场时偏转角增大，可采用的方法有 （ ）A.增加带电粒子的电荷量B.增加带电粒子的质量C.增高加速电压D.增高偏转电压3. 三个质量相同,分别带有正电、负电、不带电的粒子A 、B 、C,从水平放置的平行带电金属板左侧P 点以相同速度v 0垂直电场线方向射入匀强电场,分别落在带正电极板上不同的三点,如图所示,下面判断正确的是( )A.三个粒子在电场中运动的加速度大小关系为:a b >a c >a aB.三个粒子在电场中运动的时间相等C.三个粒子到达下极板时的动能关系为:E kA >E kB >E kCD.三个粒子所受到电场力大小关系为:F a =F b >F c 课 堂 检测案课 堂第六节示波器（第二课时）【当堂训练】1．如图所示，初速度为零的电子在电势差为U1的电场中加速后，垂直进入电势差为U2的偏转电场，在满足电子能射出偏转电场的条件下，下列四种情况中，一定能使电子的偏转角度变大的是( )A．U1变大，U2变大B．U1变小，U2变大C．U1变大，U2变小D．U1变小，U2变小2. 如图所示，氕、氘、氚的原子核自初速为零经同一电场加速后，又经同一匀强电场偏转，最后打在荧光屏上，那么( )A．经过加速电场过程，电场力对氚核做的功最多B．经过偏转电场过程，电场力对三种核做的功一样多C．三种原子核打在屏上时的速度一样大D．三种原子核都打在屏上的同一位置上3. 如图所示，O1O2为带电平行板电容器的中轴线，三个相同的带电粒子沿轴线射入两板间．粒子1打到B板的中点，粒子2刚好打在B板边缘，粒子3从两板间飞出，设三个粒子只受电场力作用，则( )A．三个粒子在电场中运动时间关系为t1＜t2＝t3B．三个粒子在电场中运动时间关系为t1＝t2＞t3C．三个粒子在电场中运动的初速度关系为v1＝v2＝v3D．三个粒子在飞行过程中动能的变化量关系为ΔE1＝ΔE2＝ΔE34. 如图所示，质量为m、电荷量为q的带电微粒以某一初速度从左端水平向右射入两带等量异种电荷的平行金属板之间，恰好能沿其中线匀速穿过．两金属板的板长为L，板间距离为d.若将两板的带电荷量都增大到原来的2倍，让该带电微粒仍以同样的初速度从同一位置射入，微粒将打在某一极板上，则该微粒从射入到打在极板上需要的时间是( )A. 2dgB.dgC.d2gD.d4g第六节 示波器（第二课时） 【巩固拓展】1.长为L 的平行金属板电容器，两板间形成匀强电场，一个带电荷量为＋q ，质量为m 的带电粒子，以初速度v 0紧贴上极板沿垂直于电场线方向射入匀强电场中，刚好从下极板边缘射出，且射出时速度方向恰好与下板成30°角，如图6所示，求匀强电场的场强大小和两极板间的距离．3. 如图所示，水平放置的两平行金属板，板长为10 cm ，两板相距2 cm.一束电子以v 0＝4.0×107m/s 的初速度从两板中央水平射入板间，然后从板间飞出射到距板右端L 为45 cm 、宽D 为20 cm 的荧光屏上．(不计电子重力，荧光屏中点在两板间的中央线上，电子质量m ＝0.9×10－30kg ，电荷量e ＝1.6×10－19C)求：(1)电子飞入两板前所经历的加速电场的电压；(2)为了使点电荷能射中荧光屏所有位置，两板间所加电压的取值范围．选修3-1 第一章 电场第六节 示波器（第二课时） 参考答案课前先学案 自主学习 1、匀速直线运动 匀加速直线运动要点透析：问题一：1. 解析：（1）不管加速电场是不是匀强电场，W=qU 都适用，所以由动能定理得：20121mv qU =所以mqU v 102=. （2）由于偏转电场是匀强电场，所以离子的运动类似平抛运动.即水平方向做速度为v 0的匀速运动；竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动.课 后 拓展案在水平方向102qU ml v l t ==. （3）dqU qE F d U E 22===. （4）md qU m F a 2==. （5）121222mU qdl U qU ml md qU at v y =•==.（6）1222221222024U md U ql U qd v v v y +=+=. （7）1221222422121dU U l qU ml md qU at y =•==（和带电粒子q 、m 无关，只取决于加速电场和偏转电场）. （8）121120222tan dU lU qU mmU q dlU v v y =•==θ（和带电粒子q 、m 无关，只取决于加速电压和偏转电压).课堂检测案1、C 2、D 3、A课堂训练案1、B 2、BD 3、B 4、B课后拓展案 1、答案 3mv 203qL 36L解析 由题意知tanθ＝ v ⊥v 0①v ⊥＝at ② a ＝qEm ③t ＝Lv 0 ④ 由①②③④得E ＝mv 20tan θqL [将θ＝30°代入得：E ＝3mv 23qL由题意知两板间距离d 等于竖直方向的偏转量y ，则 d ＝y ＝12at 2＝12qE m (L v 0)2将E 代入得d ＝36L.2、答案：(1)4.50×103V (2)－360 V ～360 V解析：(1)设加速电场的电压为U 1，由动能定理可得eU 1＝12mv 20－0化简得U 1＝mv 202e，代入数据得U 1＝4.50×103V.(2)如下图所示，设电子飞出偏转电场时速度为v 1，和水平方向的夹角为θ，偏转电压为U 2，偏转位移为y ，则y ＝12at 2＝U 2e 2dm (l v 0)2 tanθ＝v y v 0＝U 2el dmv 20＝y l/2由此看出，电子从偏转电场射出时，不论偏转电压多大，电子都好像从偏转电场的两极板间的中线的中点沿直线射出，射出电场后电子做匀速直线运动恰好打在荧光屏的边缘上，结合图可得 tanθ＝D/2L ＋l 2＝D 2L ＋l U 2＝Ddmv 20el 2L ＋l代入所有数据得U 2＝360 V 此时，电子从偏转电场射出，刚好打在荧光屏的边缘上，因此偏转电压在－360 V ～360 V 范围内时，电子可打在荧光屏上的任何位置．2019-2020学年高考物理模拟试卷一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的1．质子的静止质量为27p 1.6726g 10k m -=⨯，中子的静止质量为27n 1.674910kg m -=⨯，α粒子的静止质量为276.646710kg m α-=⨯，光速83.010m /s c =⨯。
则α粒子的结合能约为（ ）A ．124.310J --⨯B ．124.310J -⨯C ．102.610J -⨯D ．102.610J --⨯2．如图所示为某一电场中场强E-x 图像，沿x 轴正方向，电场强度为正，则正点电荷从x 1运动到x 2，其电势能的变化是A ．一直增大B ．先增大再减小C ．先减小再增大D ．先减小再增大再减小3．某实验小组要测量金属铝的逸出功，经讨论设计出如图所示实验装置，实验方法是：把铝板平放在桌面上，刻度尺紧挨着铝板垂直桌面放置，灵敏度足够高的荧光板与铝板平行，并使整个装置处于垂直纸面向里、磁感应强度为B 的匀强磁场中；让波长为λ的单色光持续照射铝板表面，将荧光板向下移动，发现荧光板与铝板距离为d 时，荧光板上刚好出现辉光。
已知普朗克常量为h ，光在真空中传播速度为c ，电子电量为e ，质量为m 。
下列说法正确的是（ ）A．金属铝的逸出功为2228hc e d Bm λ-B．从铝板逸出的光电子最大初动能为222 2e d BmC．将荧光板继续向下移动，移动过程中荧光板上的辉光强度可能保持不变D．将荧光板继续向下移动到某一位置，并增大入射光波长，板上的辉光强度一定增强4．我国计划在2020年发射首个火星探测器，实现火星环绕和着陆巡视探测。
假设“火星探测器”贴近火星表面做匀速圆周运动，测得其周期为T。
已知引力常量为G，由以上数据可以求得（）A．火星的质量B．火星探测器的质量C．火星的第一宇宙速度D．火星的密度5．如图所示，A、B、C三球的质量分别为m、m、2m,三个小球从同一高度同时出发，其中A球有水平向右的初速度，B、C由静止释放。
三个小球在同一竖直平面内运动，小球与地面之间、小球与小球之间的碰撞均为弹性碰撞，则小球与小球之间最多能够发生碰撞的次数为（）A．1次B．2次C．3次D．4次6．在光电效应实验中，某实验小组用同种频率的单色光，先后照射锌和银的表面，都能产生光电效应。
对这两个过程，下列四个物理量中，可能相同的是（）A．饱和光电流B．遏止电压C ．光电子的最大初动能D ．逸出功7．如图所示，在水平向右的匀强电场中，质量为m 的带电小球以初速度υ从M 点竖直向上抛出，通过N 点时，速度大小为3v ，方向与电场方向相反，则小球从M 点运动到N 点的过程中（ ）A ．动能增加232mv B ．机械能增加24mv C ．重力势能增加212mvD ．电势能增加292mv 8．如图所示，两条水平放置的间距为L ，阻值可忽略的平行金属导轨CD 、EF ，在水平导轨的右端接有一电阻R ，导轨的左侧存在磁感应强度方向垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B ，磁场区域的长度为d 。