静电场
第一章
9　带电粒子在电场中的运动
第一章
带电粒子在电场中受静电力作用，我们可以利用电场来控制粒子，使它加速或偏转。如图所示是示波器的核心部件——示波管。
这一节我们来探究带电粒子在电场中的运动规律。
带电粒子的加速
1.基本粒子的受力特点
对于质量很小的基本粒子，如电子、质子等，虽然它们也会受到万有引力(重力)的作用，但万有引力(重力)一般__________静电力，可以__________。
远小于
忽略
2．带电粒子的加速
如图所示，质量为m，带正电荷q的粒子，在静电力作用下由静止开始从正极板向负极板运动的过程中：
qU
带电粒子的偏转
1.进入电场的方式
以初速度v0垂直于电场线方向进入匀强电场。
2．受力特点
电场力大小______，且方向与初速度v0的方向_______。
3．运动特点
做____________运动，与力学中的__________类似。
恒定
垂直
匀变速曲线
抛体运动
4．运动规律(如图所示)
1.主要构造
示波器的核心部件是示波管，主要由_______、_________和__________屏组成。如图所示。
示波管的原理
电子枪
偏转电极
荧光
①电子枪：发射并加速________。
②偏转电极：YY′使电子束________偏转(加信号电压)；XX′使电子沿_______偏转(加扫描电压)。
③荧光屏：电子束打在荧光屏上能使该处的荧光物质发光。
2．基本原理
示波器的工作原理是利用电子在电场中的加速和偏转。
电子
沿Y向
X向
一、带电粒子在电场中的加速
1．带电粒子的分类
(1)基本粒子：如电子、质子、α粒子、离子等，除有说明或有明确的暗示以外，此类粒子一般不考虑重力(但并不忽略质量)。
(2)带电微粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或有明确的暗示以外，一般都不能忽略重力。
2．处理带电粒子在电场中运动问题的两种基本思路
[特别提醒](1)对带电粒子进行受力分析，运动特点分析和力做功情况分析是选择规律解题的关键。
(2)选择解题的方法是优先从功能关系的角度考虑，应用功能关系列式简单、方便，不易出错。
答案：A
二、带电粒子在电场中的偏转
以初速度v0垂直场强方向射入匀强电场中的带电粒子，受恒定电场力作用，做类似平抛的匀变速曲线运动(如图)。
一束正离子以相同的速率从同一位置，垂直于电场方向飞入匀强电场中，所有离子的轨迹都是一样的，这说明所有离子(　　)
A．都具有相同的质量
B．都具有相同的电荷量
C．具有相同的荷质比
D．都是同一元素的同位素
答案：C
如图所示，电子由静止开始从M板向N板运动，当到达N板时的速度为v，保持两板间的电压不变，则(　　)
A．当增大两板间距离时，v增大
B．当减小两板间距离时，v增大
C．当改变两板间距离时，v不变
D．当增大两板间距离时，电子在两板间的时间变长
带电粒子在电场中的加速
答案：CD
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入电场，最远到达A点，然后返回，如图所示，OA间距为h，则此电子的初动能为(　　)

答案：D
(海南省海南中学2013～2014学年高二上学期期中)如图所示，电荷量为－e、质量为m的电子经电压U1的电场加速，从两极板中点进入平行板电容器中，电子刚进入两极板时的速度跟电场线方向垂直。两极板间的电势差为U2，两极板长为L1，间距为d。电子离开偏转电场后做匀速直线运动，打在距极板为L2的荧光屏上的P点。求：
带电粒子在电场中的偏转
(1)电子进入偏转电场时的初速度v0；
(2)电子飞出偏转电场时沿电场线的偏移量y；
(3)P点偏离荧光屏中央O的距离Y。
水平放置的平行金属板A、B连接一恒定电压，两个质量相等的电荷M和N同时分别从极板A的边缘和两极板的正中间沿水平方向进入板间电场，两电荷恰好在板间某点相遇，如图所示。若不考虑电荷的重力和它们之间的相互作用，则下列说法正确的是(　　)
A．电荷M的比荷大于电荷N的比荷
B．两电荷在电场中运动的加速度相等
C．从两电荷进入电场到两电荷相遇，电场力对电荷M做的功等于电场力对电荷N做的功
D．电荷M进入电场的初速度大小与电荷N进入电场的初速度大小一定相同
答案：A
(吉林一中2013～2014学年高二下学期5月)图(a)为示波管的原理图。如果在电极YY′之间所加的电压按图(b)所示的规律变化，在电极XX′之间所加的电压按图(c)所示的规律变化，则在荧光屏上会看到的图形是(　　)
对示波管工作原理的理解
解析：由图(b)及图(c)知，当UY为正时，Y板电势高，电子向Y偏，而此时UX为负，即X′板电势高，电子向X′板偏，又由于在xx′之间加上的扫描电压与YY′之间加上的信号电压周期相同，所以在荧光屏上会看到一个完整的正弦波形，B项正确。
答案：B
一台正常工作的示波管，突然发现荧光屏上画面的高度缩小(如图)，则产生故障的原因可能是(　　)

A．加速电压突然变大　 B．加速电压突然变小
C．偏转电压突然变大 D．偏转电压突然变小
答案：AD
易错分析：对易错选项及错误原因具体分析如下：
正确答案：C