《带电粒子在电场中的运动》ppt课件（人教版高二物理选修3-1）

讲解人XX老师 时间 2020.5.20 MENTAL HEALTH COUNSELING PPT 第9节节 带电带电 粒子在电场电场 中的运动动 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 q m __ 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 方法一动动力学观观点 主要利用牛顿顿运动动定律和匀变变速直线线运动动的规规律 q U m _ 带电带电 粒子的加速 d 由得 一带电粒子的加速运动 方法二能量观观点 利用动动能定理 由得 一带电粒子的加速运动 【规规律总结总结 】对对比两种方法 1.利用牛顿顿第二定律和匀变变速直线线运动规动规 律，仅仅适用于匀强电场电场 中，物体做 匀变变速直线线运动动，即物体必须须沿着电场线进电场线进 入匀强电场电场 。 2.利用动动能定理，不仅仅适用于匀强电场电场 ，也适用于非匀强电场电场 ，因为为公式 WqU适用于任何电场电场 。 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 由得 【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 U2500V，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 【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 问题问题 二带电粒子的偏转规律 带电带电 粒子的偏转转（不计计重力） - - - - - - - - - v0 q.m d l F 二带电粒子的偏转规律 1.运动动状态态分析 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.偏转问题转问题 的分析处处理方法（类类似平抛运动动分析方法） （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 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 二带电粒子的偏转规律 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 二带电粒子的偏转规律 【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. vo - - - - - - - - d A B O C A 二带电粒子的偏转规律 U1 _ 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 ------ _ U1 U2 v -q m L v0 加速 偏转 电电荷经经加速电场电场 加速 后进进入偏转电场转电场 通过过加速电场电场的末速度为进为进 入偏转电场转电场 的初速度 三带电粒子先加速再偏转的运动规律 【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2.510-24,电荷量为810-16C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 答案粒子带带正电电 典型案例 2 粒子打在荧荧光屏上距O点下方多远处远处 - - - - D ABs L O C 解析 出AB电场时电场时 速度 水平方向 竖竖直方向 其中 由此得到 代入数据可得 典型案例 3粒子打在荧荧光屏上时时的动动能为为多大 - - - - D ABs L O C 解析由刚刚的推导知道 所以粒子打在荧光屏上动能 代入数据可得 典型案例 （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 Y Y X X - - - - 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 偏转电转电 极的不同放置方式 四示波管的工作原理 Y Y 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之间间不加电压电压 ,而在YY之间间所加的电压电压 按图图所示的规规律随时间变时间变 化 ，在荧荧光屏上会看到什么图图形 四示波管的工作原理 UX t 扫描电压 示波器图像 Y Y XX 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 X Y O A B C D EF A B C D E F A B O C t1 D E F t2 Uy Ux 如果信号电压电压 是周期性的，并且扫扫描电压电压 与信号电压电压 的周期相同，就可以在荧荧光屏上得到待 测测信号在一个周期内随时间变时间变 化的稳稳定图图像。 四示波管的工作原理 X Y Y X UX t 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，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XX老师 时间 2020.5.20 MENTAL HEALTH COUNSELING PPT 感谢谢各位的聆听 第一章 静电场 人 教 版 高 中 物 理 选 修 3 - 1