2016-2017学年人教版高中物理选修3-1课件：1-9《带电粒子在电场中的运动》 （共21张PPT） .ppt

1、1.9 带电粒子在电场中的运动回顾与思考1、动能定理=kWE合2、平抛运动：水平方向的匀速直线运动竖直方向自由落体运动3、带电粒子：即基本粒子：如电子、质子、粒子、离子等除有说明或明确的暗示外，一般都不考虑重力，但不能忽略质量。带电质点：如带电液滴、油滴、尘埃颗粒、小球等，除有说明或明确的暗示以外，一般都考虑重力。学习目标 1 学习运用静电力、电场强度等概念研究带电粒子在电场中运动时的加速度、速度和位移等物理量的变化。2 学习运用静电力做功、电势、电势差、等势面等概念研究带电粒子在电场中运动时的能量转化。3 了解示波管的工作原理，体会静电场知识对科学技术的影响。带电粒子的加速 1.动力学角度带

2、电粒子做匀变速直线运动：2.功能角度分析粒子只受静电力作用，静电力做的功等于粒子动能的变化量。222FEqUqaUqvmmdmmvad 若初速度为 0，则：若初速度不为 0，则：2102qUmv2Uqvm2201122qUmvmv202Uqvvmv0qmvud带电粒子的偏转1.动力学分析带电粒子以初速度v0垂直进入平行板产生的匀强电场中，受到与初速度方向垂直的静电力的作用做匀变速曲线运动，是类平抛运动。2.运动的分析（1）在垂直于电场线方向上不受任何力，做匀速直线运动。（2）在平行于电场线方向，受到静电力做初速度为0 的匀加速直线运动。偏转角 侧移 3.深入探究ld+-+Uv0q、mF+vv0

3、vyy 粒子受力情况：仅受电场力：粒子在极板间运动的时间：粒子在极板间运动的加速度：粒子射出电场时的偏转距离：粒子离开电场时竖直方向的速度：粒子射出电场时速度的偏转角满足：0LtvUFqEq dFEqUqammmd合2220122UqLyatmdv0yUqLvatmdv200tanyvUqLvmdv 由此可得到两个结论：初速度相同的带电粒子，无论m、q是否相同，只要q/m 相同，则偏转距离 y 和偏转角度 都相同。初动能相同的带电粒子，只要 q 相同，无论 m 是否相同，则偏转距离 y 和偏转角度 都相同。4.粒子做类平抛运动的推论（1）不同的带电粒子由静止经过同一加速电场（U1）加速后，又进

4、入同一偏转电场（U2），则它们的运动轨迹必然重合。不同的带电粒子由静止经过同一加速电场（U1）加速后，由动能定理得粒子加速后的速度为21012qUmv102U qvm进入偏转电场后沿静电力方向的分速度偏转角的正切值粒子的偏转距离偏转角与偏转距离都与m、q无关，它们的运动轨迹必然重合20yU qLvatmdv222001tan2yvU qLU LvmdvU d 222222011224U qLU LyatmdvU d（2）粒子从偏转电场射出时，其速度v的反向延长线过水平位移的中点。粒子偏转距离粒子射出速度的方向延长线交中线于O点，O点到电场右边缘为x，则222222011224U qLU Lya

5、tmdvU d2202202.tan22mdvU qLyLxmdvqU L思考1.若考虑带电粒子的重力且重力方向与静电力方向相同，轨迹还是抛物线吗？为什么？是，因为重力与静电力在同一个方向，F合=mg+Eq，F合恒定且与初速度垂直，粒子仍做类平抛运动。2.若带电粒子的重力方向与静电力方向相反，当粒子垂直进入匀强电场中时，轨迹可能是什么图线？若mg=Eq，则粒子做匀速直线运动，轨迹是直线；若mg Eq，则轨迹为抛物线。示波管的原理1.作用：观察电信号随时间变化的情况2.组成：示波管（内部是真空的）、电子枪、偏转电极和荧光屏组成。电子枪偏转电极-+荧光屏YYXXYYXX产生高速飞行的电子束使电子沿

6、Y方向偏移使电子沿x方向偏移3.原理如果在电极XX之间不加电压，但在YY之间加不变的电压，使Y的电势比Y高(有时说这种情况是”Y正、Y负”)，电子束运动过程中受哪个方向的力?电子将打在荧光屏的什么位置？电子枪偏转电极-+荧光屏YYXXYYXX如果在YY 之间不加电压，而在XX 之间加不变的电压，（X正、X 负），电子将打在荧光屏的什么位置？电子枪偏转电极-+荧光屏YYXXYYXX示波管实际工作时，竖直偏转电极和水平偏转电极都加上电压，一般加在竖直偏转电极上的电压是要研究的信号，加在水平偏转方向的是扫描电压，若二者周期相同，在荧光屏上就会显示出信号电压随时间变化的波形图。课堂小结 带电粒子在电场中的运动 加速 偏转 类平抛 初速度方向匀速直线运动静电力方向匀加速直线运动 示波管 构造 原理 2201122qUmvmv巩固训练例1下列粒子由静止经加速电压为U的电场加速后，哪种粒子动能最大（），哪种粒子速度最大（）A、质子B、电子C、氘核D、氦核BD例2.如图所示，二价氦离子和质子的混合体，经同一加速电场加速后，垂直射入同一偏转电场中，偏转后，打在同一荧光屏上，则它们（）A、侧移相同B、偏转角相同C、到达屏上同一点D、到达屏上不同点ABC