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高中物理电池偏转题怎么解?核心思路与真题详解来了

2025-12-05 20:32:23教育资讯0

我们接着解析“带电质点在电场中的运动”问题。ypp物理好资源网(原物理ok网)

2、偏转运动ypp物理好资源网(原物理ok网)

处于匀强电场里的带电质点做的偏转运动属于运动学范畴的问题,其解题所依据的情况如下:ypp物理好资源网(原物理ok网)

我们来解析一道题:ypp物理好资源网(原物理ok网)

题目中提到,示波器能够被看作是加速电场跟偏转电场的组合,已知其中前者的电压是U1,后者电压是U2,接着又说极板长度算L、板间距为d,并且强调电子加速之前初速能够忽略不计,那么示波器的灵敏度(也就是偏转电场里每单位偏转电压所引发的偏转量h/U2)和加速电场、偏转电场的关系是正确的是()。ypp物理好资源网(原物理ok网)

A.L越大,灵敏度越大B. d越大,灵敏度越大ypp物理好资源网(原物理ok网)

C. U1越大,灵敏度越小 D. 灵敏度与U1无关ypp物理好资源网(原物理ok网)

解析:设电子加速后以速度V0进入偏转电场,则:ypp物理好资源网(原物理ok网)

对于偏转过程,有:ypp物理好资源网(原物理ok网)

由此可知AC选项正确。ypp物理好资源网(原物理ok网)

我们再看一道“正宗”的偏转问题:ypp物理好资源网(原物理ok网)

如图甲所示高中物理电池偏转题目留学之路,平行金属板A与B之间的距离是d,它们的右端放置着垂直于金属板的靶MN,当下在A、B板上施加乙图所示的电压,该电压的正向值是U0,反向值为U0/2,并且每隔T/2就会换向一次,现有质量为m的带正电且电量为q的连续粒子束从AB的中点O沿着平行于金属板的方向OO/射入,设粒子能够全部打在靶上而且所有粒子在A、B间的飞行时间均为T,不计重力高中物理电池偏转题目,试问:ypp物理好资源网(原物理ok网)

(1)在距靶的中心O/点多远的范围内有粒子击中?ypp物理好资源网(原物理ok网)

(2)需让粒子全部都能打在靶MN之上,那么电压U0的数值究竟应该符合什么样的条件呢?(只需写出U0、m、d、T、q之间的关系式就行) 。ypp物理好资源网(原物理ok网)

解析:有粒子,于t=0时刻进入,此粒子打在O/N上,并且其距离是最远的,还有粒子,在t=T/2时刻进入,该粒子打在O/M上,而且其距离也是最远的。——物理过程的时间、空间。ypp物理好资源网(原物理ok网)

(1)有这样一个情况,在时间等于0的时刻进入的粒子,在从0至T/2这段时间内的偏转距离是y1,其加速度为a1 ;该粒子在从T/2至T这段时间偏转的距离是y2,加速度是a2 ;在这种情形下则有:ypp物理好资源网(原物理ok网)

所以,打在O/N上的最远距离y下为:ypp物理好资源网(原物理ok网)

设定在t等于T除以2这个时刻进入的粒子,于T除以2至T这段时间内的偏转距离是y1/ ,其加速度为a1/ ,随后在T至3T除以2这段时间偏转的距离为y2/ ,加速度为a2/ ,那么:。ypp物理好资源网(原物理ok网)

所以,打在O/M上的最远距离y上为:ypp物理好资源网(原物理ok网)

高中物理电池偏转题目ypp物理好资源网(原物理ok网)

所以有粒子击中的范围内为:ypp物理好资源网(原物理ok网)

由(1)当中的结果能够知道,要使得粒子全部都打在靶MN之上,应当满足:ypp物理好资源网(原物理ok网)

即:ypp物理好资源网(原物理ok网)

因为上述解析表明,时间以及空间要正确对应物理过程,这才是正确解题的前提条件,是这样的情况 。ypp物理好资源网(原物理ok网)

我们再来看看一个基本模型:ypp物理好资源网(原物理ok网)

粒子带电量为q,其以速度V从两平行金属板中心a射入,金属板长为L、间距为d,粒子沿直线从b穿出,情况如图甲所示,若把两金属板接交流电源,交流电压随时问变化规律如图乙所示,要使该粒子仍能从b点以入射速度V穿出,那么交流电压的周期T、板间距d、粒子从a点射入金属板的时刻应满足啥关系呢?ypp物理好资源网(原物理ok网)

解析:要是粒子还能够从b点以入射时候的速度V穿出去,那么粒子在发生偏转行进当中必然得历经加速、减速、朝着相反方向加速、朝着相反方向减速到零这四个阶段,也就是说粒子进入电场的那个时刻t一定要满足:ypp物理好资源网(原物理ok网)

物理过程的时间、空ypp物理好资源网(原物理ok网)

粒子的轨迹如图所示:ypp物理好资源网(原物理ok网)

显然,有:ypp物理好资源网(原物理ok网)

在空间关系这个范畴之中,假定粒子加速的那个阶段位移标称为y1,那么就会出现这样的情况:d除以2的结果大于2与y1相乘的积 。ypp物理好资源网(原物理ok网)

结合:ypp物理好资源网(原物理ok网)

可解得:ypp物理好资源网(原物理ok网)

在拥有了关于时间以及空间对应性的认识之后,于处理设计型试题之时便能够做到有的放矢。接下来再去看一道极为经典的题目:ypp物理好资源网(原物理ok网)

设存在这样一个例题,呈现出的情况是,在如图甲所示的状态下,处于真空室里的电极K所发出的电子,其初始速度是不计的,这些电子经过电压U0等于1000V的加速电场随后之后呢,它会借着小孔S沿着两水平放置的金属板A、B间的中心线射进去。其中A、B板的长度L是0.20m,它们之间相距d为0.020m,施加在A、B两板间的电压u会随着时间t产生变化,呈现出的u-t图线就如同图乙所示。并且设定,A、B间的电场能够被看成是均匀的,而且两板之外是不存在电场的。电子通过电场区域的时间极短,在此期间,电场被视作恒定,两板右侧放置着记录圆筒,筒的左侧边缘与极板右端的距离为b,其中b等于0.15m,筒围绕其竖直轴做匀速转动,其周期T为0.20s,筒的周长s是0.20m,筒能够接收到通过A、B板的所有电子。ypp物理好资源网(原物理ok网)

高中物理电池偏转题目ypp物理好资源网(原物理ok网)

于t等于0时,通过观察图乙可知,此时u等于0,将此点(电子打到圆筒记录纸上的该点)作为xy坐标系的原点,并且选取y轴方向为竖直向上,尝试计算电子打到记录纸上的最高点时,其y坐标的值以及x坐标的值,此过程不计重力作用。ypp物理好资源网(原物理ok网)

(2)在给出的,坐标纸上,也就是图丙,进行定量地画,画出的是电子打到记录纸上的点,所形成的图线。ypp物理好资源网(原物理ok网)

解析:(1)设电子电量为e,以初速度V0进入偏转电场,则:ypp物理好资源网(原物理ok网)

把位置定在记录纸上的最高之处的电子是从板的边缘上面射出来的,假定电子于电场里运动的时间是t0,存在如此的情况:ypp物理好资源网(原物理ok网)

由以上各式可解得:ypp物理好资源网(原物理ok网)

若电子出电场时竖直方向速度为Vy,则有:ypp物理好资源网(原物理ok网)

设电子打在最高点的坐标为y,如图所示,则有:ypp物理好资源网(原物理ok网)

从u-t图上可以看出,在Δt的时间内有电子射出:ypp物理好资源网(原物理ok网)

所以,第一个打在最高点的电子的x坐标为:ypp物理好资源网(原物理ok网)

(2)第二个打在最高点的电子的x坐标为:ypp物理好资源网(原物理ok网)

第三个打在最高点的电子的x坐标为:ypp物理好资源网(原物理ok网)

具有20cm周长的圆筒,故而,第三个于最高点被打中的该类电子,同第一个达成了重合。鉴于此圆筒处于匀速转动这样的状态,此类电子所留下的痕迹呈现为线性模样,状态如同图示那般。ypp物理好资源网(原物理ok网)

当年,本题难得让一大批考生都被难住了,到了现在进行解析的时候,不难发觉,不管问题有多么复杂,其实也都是由一个个简单问题通过“耦合”这种方式组合而成的 。ypp物理好资源网(原物理ok网)

祝同学们进步!ypp物理好资源网(原物理ok网)

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