《带电粒子在电场中的运动》人教版高二物理选修3-1PPT课件.pptx

讲解人：办公资源时间：2020.5.20MENTALHEALTHCOUNSELINGPPT第9节带电粒子在电场中的运动第一章静电场人教版高中物理选修3-1课堂导入示波管中电子为什么偏转，其运动有什么规律？U+qm+__ｖ=?F【情景】一个质量为m、带正电荷q的粒子，在静电力的作用下由静止开始从正极板向负极板运动。试计算粒子到达负极板时的速度？一：带电粒子的加速运动方法一：动力学观点：主要利用牛顿运动定律和匀变速直线运动的规律qUm+_带电粒子的加速d①②由①②得③mdqUmFaadv22mqUv2一：带电粒子的加速运动mdqUmFaadv22mqUv2方法二：能量观点——利用动能定理221mvqU①②由①得：mqUv2一：带电粒子的加速运动221mvqUmqUv2【规律总结】对比两种方法1.利用牛顿第二定律和匀变速直线运动规律，仅适用于匀强电场中，物体做匀变速直线运动，即物体必须沿着电场线进入匀强电场。2.利用动能定理，不仅适用于匀强电场，也适用于非匀强电场，因为公式W=qU适用于任何电场。一：带电粒子的加速运动【解析】电子从金属丝到金属板，由动能定理得：①由①得【典例1】.炽热的金属丝可以发射电子。在金属丝和金属板之间加以电压U=2500V，发射出的电子在真空中加速后，从金属板的小孔穿出。电子穿出时的速度有多大？设电子刚刚离开金属丝时的速度为0。典型例题21mveU272eUv3.010m/sm【典例2】.如图所示，在A板附近有一电子由静止开始向B板运动，则关于电子到达B板时的速率，下列解释正确的是()A．两板间距越大，运动时间就越长，则获得的速率越大B．两板间距越小，加速度就越大，则获得的速率越大C．与两板间的距离无关，仅与加速电压U有关D．以上解释都不正确C典型例题m+q+_v0你能画出带电微粒的运动轨迹吗？问题：二：带电粒子的偏转规律带电粒子的偏转：（不计重力）+++++++++---------v0+q.mdlF+二：带电粒子的偏转规律1.运动状态分析：带电粒子以速度v0垂直于电场线方向飞入两带电平行板产生的匀强电场时，若只受电场力作用，则带电粒子做匀变速曲线运动。二：带电粒子的偏转规律2.偏转问题的分析处理方法：（类似平抛运动分析方法）（1）沿初速度方向是速度为v0的匀速直线运动；（2）沿电场力方向是初速度为零的匀加速直线运动。二：带电粒子的偏转规律FamqEmqUmd0ltv212yat2202qUlmvd类平抛运动与粒子比荷成正比与粒子初速度v0的平方成反比与电场的属性U、l、d有关qm二：带电粒子的偏转规律FamqEmqUmd0ltv212yat2202qUlmvdqmFamqEmqUmd0ltvyvat0qUlmvd与粒子比荷成正比与粒子初速度v0的平方成反比与电场的属性U、l、d有关0tanyvv20qUlmvdqm二：带电粒子的偏转规律FamqEmqUmd0ltvyvat0qUlmvd0tanyvv20qUlmvdqm【典例3】.如图所示,相距为d长度为l的平行板AB加上电压后,可在A、B之间的空间中产生电场,在A、B左端距AB等距离处的O点,有一电量为+q质量为m的粒子以初速度v0沿水平方向(与A、B板平行)射入。不计重力,要使此粒子能从C处射出,则A、B间的电压应为()A.B.C.D.2202qlmvd2202qdmvlqdlmv0qlqmv0vo++++++++--------dABOCA二：带电粒子的偏转规律2202qlmvd2202qdmvlqdlmv0qlqmv0U1+_电场中加速电场中偏转+_U2三：带电粒子先加速再偏转的运动规律mqUv102122202242dULUvLmdqUy22201qULLUtanmdv2dU++++++------+_U1U2v-qmLv0加速偏转电荷经加速电场加速后进入偏转电场通过加速电场的末速度为进入偏转电场的初速度三：带电粒子先加速再偏转的运动规律mqUv102122202242dULUvLmdqUy22201qULLUtanmdv2dU【典例4】.如图所示AB、CD为平行金属板,A、B两板间电势差为500V,C、D始终和电源相接,测得其间的场强为104V/m,一质量为2.5×10-24㎏,电荷量为8×10-16C的带电粒子(重力不计)由静止开始,经A、B加速后穿过CD发生偏转,最后打在荧光屏上,已知C、D极板长均为4cm,荧光屏距CD右端的距离为3cm,问:(1)粒子带正电还是带负电?答案：粒子带正电典型案例(2)粒子打在荧光屏上距O点下方多远处?----++++DABsLOC解析:出AB电场时速度2qUvm水平方向:xvvsvtx竖直方向:yvat221aty其中mqEavst由此得到yxvEstanαv2UUEsy42UEsLsyy2)2(tan1代入数据可得my21021典型案例2qUvmxvvsvtxyvat221atymqEavstyxvEstanαv2UUEsy42UEsLsyy2)2(tan1my21021(3)粒子打在荧光屏上时的动能为多大?----++++DABsLOC解析：由刚刚的推导知道:mUqEsvy2所以粒子打在荧光屏上动能:222121yxmvmvEUSqEqU222USEUq4)4(222代入数据可得JE131064.4典型案例mUqEsvy2222121yxmvmvEUSqEqU222USEUq4)4(222JE131064.4（1）电子枪：发射并加速电子。（2）偏转电极：YY′使电子束竖直偏转；XX′使电子束水平偏转。（3）荧光屏：电子束打到荧光屏上能使该处的荧光物质发光。四：示波管的工作原理YY’XX’-+--+-若金属平行板水平放置,电子将在竖直方向发生偏转若金属平行板竖直放置,电子将在水平方向发生偏转偏转电极的不同放置方式四：示波管的工作原理YY′X′YY′随信号电压同步变化，但由于视觉暂留和荧光物质的残光特性，只能看到一条竖直的亮线。X示波器图像如果在XX′之间不加电压,而在YY′之间所加的电压按图所示的规律随时间变化，在荧光屏上会看到什么图形？四：示波管的工作原理UXt扫描电压示波器图像YY′X′X四：示波管的工作原理如果在YY′之间加如图所示的交变电压，同时在XX′之间加锯齿形扫描电压，在荧光屏上会看到什么图形？XYOABCDEFABCDEFABOCt1DEFt2UyUx如果信号电压是周期性的，并且扫描电压与信号电压的周期相同，就可以在荧光屏上得到待测信号在一个周期内随时间变化的稳定图像。四：示波管的工作原理XYY′X′UXt示波器图像O四：示波管的工作原理注意：某些带电体是否考虑重力，要根据题目暗示或运动状态来判定1.带电的基本粒子：如电子，质子，α粒子，正负离子等。这些粒子所受重力和电场力相比小得多，除非有说明或明确的暗示以外，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。除非有说明或明确的暗示以外，一般都考虑重力。知识点总结:电场中的带电粒子一般可分为两类：匀变速直线运动—加速、减速匀变速曲线运动—偏转平衡（F合=0）匀变速运动（F合≠0）静止匀速直线运动带电粒子在匀强电场中运动状态：1.利用电场使带电粒子加速2.利用电场使带电粒子偏转从动力学和运动学角度分析从做功和能量的角度分析类似平抛运动的分析方法粒子在与电场垂直的方向上做匀速直线运动粒子在与电场平行的方向上做初速度为零的匀加速运动课堂小结讲解人：办公资源时间：2020.5.20MENTALHEALTHCOUNSELINGPPT感谢各位的聆听第一章静电场人教版高中物理选修3-1感谢您下载68素材平台上提供的PPT作品，为了您和68素材以及原创作者的利益，请勿复制、传播、销售；素材均来源于网络用户分享，故68素材不具备充分的监控能力来审查图片是否存在侵权等情节。68素材不拥有此类图片的版权，本站所有资源仅供学习与交流，不得用于任何商业用途的范围，用户应自觉遵守著作权法及其他相关法律的规定，不得侵犯本网站及权利人的合法权利，给68素材和任何第三方造成损失的，侵权用户应负全部责任。版权声明