5．如图1-8-22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，氕核所受电场力的冲量最大

B．经过偏转电场过程，电场力对3种核做的功一样多

C．3种原子核打在屏上时的速度一样大

D．3种原子核都打在屏上的同一位置上

4．如图1-8-21所示，a、b两个带正电的粒子，以相同的速度先后垂直于电场线从同一点进入平行板间的匀强电场后，a粒子打在B板的a′点，b粒子打在B板的b′点，若不计重力，则(　 )

A．a的电量一定大于b的电量

B．b的质量一定大于a的质量

C．a的荷质比一定大于b的荷质比

D．b的荷质比一定大于a的荷质比

3、一束带有等量电荷量的不同离子从同一点垂直电场线进入同一匀强偏转电场，飞离电场后打在荧光屏上的同一点，则(　　　 )

A、离子进入电场的初速度相同　　　 B、离子进入电场的初动量相同

C、离子进入电场的初动能相同　　　 D、离子在电场中的运动时间相同

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

1、一电子以初速度V₀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．示波管的结构如图1-8-12，示波管主要由　　、　　和　　三部分组成。管内抽成　，电子枪通电后发射　　，电子在　电场作用下被加速，然后进入　电场。偏转电极一般有相互　的两组，一组控制　偏转，一组控制　偏转。电子经过偏转电场后打到荧光屏上使荧光粉发光。

［范例精析］

例题1　 示波管的工作原理分析。试说明在下列情况时荧光屏上会看到怎样的图形？(1)如果在偏转电极Y₁、Y'上加一按正弦规律变化的交变电压(见图1-8-13)，在偏转电极X、X'上不加电场。(2)如果在偏转电极Y₁、Y'上加一按正弦规律变化的交变电压，在偏转电极X、X'上加如图1-8-14所示的电压。

解析　 (1)如果在偏转电极Y₁、Y'上加一按正弦规律变化的交变电压，在偏转电极X、X'上不加电场。则荧光屏上的亮斑将以0点为中心沿y轴做简谐振动。振动周期等于交变电压的周期t₂，振动的振幅(亮斑离O点的最大距离)决定于交变电压的最大值。由于荧光效应和视觉暂留，我们看到的是在Y轴上的一条亮线。

(2)如果在偏转电极Y₁、Y'上加一按正弦规律变化的交变电压，在偏转电极X、X'上加如图1-8-14的电压，电子就参与了X和Y两个互相垂直方向的分运动。在Y方向的分运动仍是0点为中心沿y轴的简谐运动，在X方向的分运动则是沿X轴的匀速运动。下面是对这一结论的证明。

　 我们先看图1-8-12，然后只考虑在X方向的运动，见图1-8-15。电子在X极的电场中运动产生的偏移X₁=，出了电场电子作匀速运动，X₂=Dtan=D，X=X₁+X₂=，令，则

X=KU_x,,可见亮斑的位置坐标X与X方向的电压U_x是正比例关系，所以亮斑在X方向的位移-时间图象如图1-8-16，在荧光屏上产生的亮斑位置坐标是从(-x，0)到(+x，0)匀速移动的。

　　 现在考虑两个分运动的合成，荧光屏上亮斑的运动应该是沿y方向的简谐振动和沿x方向的匀速运动的合运动(就象砂摆摆动的同时纸板在匀速拉动，落下的砂在纸上绘出一条正弦曲线)，由于y方向正弦交变电压的周期恰等于扫描电压的周期，这时在荧光屏上将出现一个正弦波形，这就是利用示波器可以观察交流电波形的原理。如果正弦交变电压的周期等于X方向扫描周期的1/n，则荧光屏上就出现n个完整的正弦波。

例2　如图1-8-17所示，电子在电势差为U₁的加速

电场中由静止开始运动，然后射入电势差为U₂的两块平行极板间的偏转匀强电场中，在满足电子能射出平行极板区的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角θ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

解析　设电子经加速电场后获得的速度为υ₀，由动能定理得

qU₁=mυ₀²/2　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ①

设偏转电场的极板长为L ，则电子在偏转电场中运动时间

　　　t=L/υ₀　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ②

电子在偏转电场中受电场力作用获得加速度

　　　a=qU₂/md　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　③

电子射出偏转电场时，平行于电场线的速度

　　　υ_y=at　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ④

由②③④得υ_y=qU₁L/(mdυ₀)

所以，tanθ=υ_y/υ₀= qU₁L/(mdυ₀²)

①式代入上式得tanθ=U₂L/(2U₁d)，所以本题的选项B正确．

拓展　你能凭直觉选择正确答案吗？请计算一下电子的侧移大小．

例3　两平行金属板A、B水平放置，一个质量m=5×10^-6kg的带电微粒以υ₀=2m/s的水平初速度从两板正中央位置射入电场，如图1-8-18所示，A、B两板间的距离d=4cm，板长L=10cm。(1)当A、B间的电压U_AB=1000V时，微粒恰好不偏转，沿图中直线射出电场，求该粒子的电量。(2)令B板接地，欲使该微粒射出偏转电场，求B板所加电势的范围。

解析　(1)当U_AB=1000V时，重力跟电场力平衡，微粒

沿初速方向做匀速直线运动，由qU_AB/d=mg得：q=mgd/U_AB＝

2×10^－9C。因重力方向竖直向下，故电场力方向必须竖直向

上。又场强方向竖直向下(U_AB>0),所以微粒带负电。

(2)当qE>mg时，带电微粒向上偏。设微粒恰好从上板

右边缘飞出时A板电势为φ₁，因φ_B=0，所以U_AB=φ₁。此时，微粒在水平方向做匀速运动，在竖直方向作加速度a=qφ₁/(md)-g的匀加速运动，由d/2=at²/2 和t=L/υ₀得φ₁=(mυ₀²d²+mgdL²)/qL²=2600V。

当qE<mg时，带电微粒向下偏转，竖直方向加速度a=g-qφ₂/md，同理可得φ₂=600V。

所以，要使微粒射出偏转电场，A板电势φ_A应满足：600V<φ_A<2600V。

拓展　请确定射出电场的带电微粒的动能值范围。

例4　如图1-8-19，某带电粒子质量为m、带电量为q，仅在电场力作用下以恒定的速率υ₀沿一段圆弧从A点运动到B点，现测得圆弧AB长为s，从A到B速度方向转过角θ，求A、B两点的场强大小和A、B两点的电势差。

解析　带电粒子在圆弧圆心处的点电荷所产生的电场中做匀速圆周运动。圆弧上各点处的场强大小相等设均为E。由牛顿第二定律得：qE=mυ₀²/r，又由几何关系得：r=s/θ。所以，E= mθυ₀²/qs。圆弧上各点等势，所以A、B两点间电势差为零。

拓展　带电粒子在电场中的运动形式主要有哪些？请从初始条件、受力特征、处理方法等方面进行比较分析。

例5　 如图1-8-20所示，水平放置的平行板电容器，原来两板不带电，上极板接地，极板长L=0.1m，两板间距离d=0.4cm.有一束由相同粒子组成的带电粒子流从两板中央平行于板射入，由于重力作用，粒子能落到下板上.已知粒子质量为m=2×10^-6kg，电荷量q=1×10^-8C，电容器的电容C=10^-6F.求:(1)为使第一个粒子能落在下板中点O到紧靠边缘的B点之间，粒子入射速度v₀应为多大?(2)以上述速度入射的带电粒子，最多能有多少个落到下极板上?(g取10m/s²)

解析　 (1)第一个粒子在极板间做平抛运动，即

水平位移:x=v₀t　　　　　　　　　　　 ①

竖直位移:　　　　　　　　　 ②

由①、②得

为使第一粒子能落在下板中点O到紧靠边缘的B点之间，x必须满足

　　　　　 ∴

　　　 　　 即:。

(2)设以上述速度入射的带电粒子，最多能有n个落到下极板上.则第(n+1)个粒子的加速度为a，由牛顿运动定律得

mg-qE=ma　　　　 ③

其中　　　　　　　　　　　　　 ④

由③、④得　　　　　　　　　　　　 ⑤

第(n+1)粒子做匀变速曲线运动

第(n+1)粒子不落到极板上，则

，　 个。

拓展　 在讨论临界状态的问题时，一定要有必要的说明。如本题中，说明第(n+1)个电子恰不落能到下极板。

　　　 另外，本题中上极板接地的意义何在呢？它可以保证两平行板带等量异种电荷。

［能力训练］

［要点导学］

1．　 带电粒子的偏转(限于匀强电场)

①运动状态分析：带电粒子以速度垂直于电场线方向飞入匀强电场时，由于电场力方向与粒子的初速方向　　 ，且电场力是恒力，所以带电粒子只能做　　　。

②粒子偏转问题的分析处理方法类似于平抛运动的分析处理，即应用运动的合成和分解的知识方法：

沿初速度方向为匀速直线运动，运动时间。

沿电场力方向为初速度为零的匀加速直线运动，加速度。

离开电场时的偏移量

离开电场时的偏转角

19．按要求续写一段话，要求有文采，有意韵，字数80-100字。(5分)

今天真好，给今天起一个名字。

　　 今天的名字可以叫--画出心中的彩虹。绚丽、光艳的彩虹是大自然多么奇妙的造化，孩提的时候，我就喜欢拿着蜡笔，在洁白的纸上画出七彩的虹。那么在这彩虹般美丽的今天，就让我们以向往为画笔，在心灵的画布上，描绘出一副最动人心魄的生命画卷吧。

今天的名字可以叫--站成一棵树。　　　　　　　　　　　　　　　　　　

18．给下面这则新闻拟一个简明的标题。(不超过14个字)(2分)

中国探月工程二期的技术先导星“嫦娥二号”，北京时间10月1日18时59分57秒，在西昌卫星发射中心由“长征三号丙”运载火箭发射升空。在飞行了1533秒之后，“嫦娥二号”实现星箭分离，卫星入轨。

　“嫦娥二号”卫星在中国首颗月球探测卫星“嫦娥一号”备份星基础上进行了技术改进和适应性改造，其主要目标是为中国探月工程二期“嫦娥三号”任务实现月面软着陆，验证部分关键技术，并对“嫦娥三号”预选月球虹湾着陆区进行高分辨率成像，同时继续开展月球科学的探测和研究。

捆绑有两个助推器的“长征三号丙”运载火箭属于中国“长征三号甲”运载火箭系列，本次航天发射，“长征三号丙”运载火箭的任务是将“嫦娥二号”卫星送入近地点高度200公里、远地点高度约38万公里的直接奔月轨道。