帶電粒子在勻強電場中的運動新

1、1、處理力學(xué)問題的兩個基本觀點處理力學(xué)問題的兩個基本觀點？ 2、動能定理的表達式動能定理的表達式？ 3、處理平拋運動問題最基本的方法？、處理平拋運動問題最基本的方法？ 復(fù)習(xí)提問： 動力學(xué)的觀點? （牛頓第二定律與運動學(xué)公式）? 能的觀點? （功能關(guān)系? ） W合外力=Ek= Ek2 Ek1 分解，可分解為水平方向的勻速直線運動和豎直向上的勻加速運動。 電場中的帶電粒子一般可分為兩類： 1、帶電的微觀粒子：如電子，質(zhì)子，粒子，正負(fù)離子等。這些粒子所受重力遠小于電場力，一般都不考慮重力。（但并不能忽略質(zhì)量） 2、帶電實物微粒：如帶電小球、液滴、塵埃等。一般都考慮重力，除有說明或暗示外 , 。 總結(jié)

2、：宏觀實物粒子遠大于微觀粒子，再小的塵埃也比大分子大 帶電粒子在電場中受到靜電力的作用，因此要產(chǎn)生加速度，速度的大小和方向都可能發(fā)生變化。在現(xiàn)代科學(xué)實驗和技術(shù)設(shè)備中，常常利用電場來控制或改變帶電粒子的運動。利用電場使帶電粒子加速、利用電場使帶電粒子偏轉(zhuǎn)，就是兩種最基本的情況。 具體應(yīng)用有哪些呢 ?本節(jié)課我們來研究這個問題以勻強電場為例。 一、帶電粒子的加速一、帶電粒子的加速 在真空中有一對平行金屬板，由于接到電池組上而帶電，兩板間的電勢差為U。若一個質(zhì)量為 m 、帶正電荷 q 的粒子，在靜電力的作用下由靜止開始從正極板向負(fù)極板運動，計算它到達負(fù)極板時的速度。 U 解法一解法一 運用運動學(xué)知識求

3、解運用運動學(xué)知識求解 adv22?mqUv2?mdqUmFa?解法二 運用能量知識求解 221mvqU ?mqUv2?思考與討論思考與討論 1、上述問題中，兩塊金屬板是平行的，兩板間的電場是勻強電場。如果兩極板是其他形狀，中間的電場不再均勻，上面的結(jié)果是否依然使用？為什么？ 由于電場力做功與場強是否勻強無關(guān)，與運動路徑也無關(guān)，第二種方法仍適用！ 2、若粒子的初速度不為零，上述方法是否可行？可行，只不過公式應(yīng)為 qUmvmv?2202121思考與討論思考與討論 思考與討論思考與討論 3、如果加反向電壓，正電荷有初速度呢？ v 作減速，課本39問題與練習(xí)頁2題 Y U L + + + + + +

4、- - - - - - d v0 Y 二、帶電粒子的偏轉(zhuǎn)二、帶電粒子的偏轉(zhuǎn) 如圖，兩個極板Y與Y的長度為l，相距d，極板間的電壓U，一個電子沿平行于板面的方向射入電場，初速v0。把兩極板間的電場看做勻強電場，電子質(zhì)量m，電量e。 （1）帶電粒子在電場中運動的時問 t。 （2）粒子運動的加速度 a。 （3）粒子在射出電場時豎直方向上的偏轉(zhuǎn)距離 y。 （4）粒子在離開電場時豎直方向的分速度 vy。 （5）粒子在離開電場時的速度大小 v合。 （6）粒子在離開電場時的偏轉(zhuǎn)角度 。 Y U L + + + + + + - - - - - - d v0 Y 2、受力分析： 電子受到豎直上的電場力 FEe=

5、 eU/d ，不受重力 1、電場分析 方向向下、大小E=U/d 3、運動分析: 電子斜向上作類平拋運動。 分析與討論分析與討論 V F 分解，可分解為水平方向的勻速直線運動和豎直向上的勻加速運動。 ?Y U L + + + + + + - - - - - - d v0 Y 二、帶電粒子的偏轉(zhuǎn)二、帶電粒子的偏轉(zhuǎn) 如圖，兩個極板Y與Y的長度為l，相距d，極板間的電壓U，一個電子沿平行于板面的方向射入電場，初速v0。把兩極板間的電場看做勻強電場，電子質(zhì)量m，電量e。 （1）帶電粒子在電場中運動的時問 t。 （2）粒子運動的加速度 a。 （3）粒子在射出電場時豎直方向上的偏轉(zhuǎn)距離 y。 （4）粒子在離

6、開電場時豎直方向的分速度 vy。 （5）粒子在離開電場時的速度大小 v合。 （6）粒子在離開電場時的偏轉(zhuǎn)角度 。 解:電子進入偏轉(zhuǎn)電場后,在豎直方向做初速度為零的勻加速直線運動. 加速度 mdeUmFa?所以偏移距離 所以偏移角度 dmveUlaty20222121?2000tanmdveUlvatvvy?水平方向做勻速直線運動 00vlttvl?可求得由Y U L + + + + + + - - - - - - d v0 Y V F 粒子在與電場平行的方向上做初速為零的勻加速運動 帶電粒子初速度垂直于電場方向飛入勻強電場的問題就是一個類平拋的問題 粒子在與電場垂直的方向上做勻速直線運動 小結(jié)

7、小結(jié) 知識梳理知識梳理 三個分析：電場分析、受力分析、運動分析 兩個基本觀點：動力學(xué)觀點、能量的觀點 一個基本方法：分解和合成 實驗錄像：用陰極射線管演示帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn) 、構(gòu)造 電子槍 偏轉(zhuǎn)電極 - + 熒光屏 Y Y X X Y Y X X （1）電子槍：發(fā)射并加速電子 （2）偏轉(zhuǎn)電極：YY使電子束豎直偏轉(zhuǎn)；XX使電子束水平偏轉(zhuǎn) （3）熒光屏：電子束打到熒光屏上能使該處的熒光物質(zhì)發(fā)光。 三、示波管的原理 2、原理、原理 （）的作用：被電子槍加速后在的電場中做勻變速曲線運動，出電場后做勻速直線運動打到熒光屏上，出現(xiàn)亮斑，可推得在豎直方向偏移： UlLdmvqlyyy)2(2021?如果

8、在XX 之間不加電壓,而在YY之間所加的電壓按圖所示的規(guī)律隨時間變化，在熒光屏?xí)吹绞裁磮D形？ Y Y X y隨信號電壓同步變化，但由于視覺暫留和熒光物質(zhì)的殘光隨信號電壓同步變化，但由于視覺暫留和熒光物質(zhì)的殘光特性，只能看到一條特性，只能看到一條豎直的亮線 X 示波器圖象 UX t 掃描電壓 （）的作用：同理可得亮斑在水平方向偏移隨加在上的電壓而變化，若所加的電壓為特定的周期性變化電壓則亮斑在水平方向來回運動掃描，如果掃描電壓變化很快，亮斑看起來為一條水平的亮線 示波器圖象 Y Y X X 如果在如果在YY 之間加如圖所示的之間加如圖所示的 交變電壓交變電壓，同時，同時在XX之間加 鋸齒形掃描電壓，在熒光屏上會看到什么圖形？看到什么圖形？ X Y O A B C D E F A B C D E F A B O C t1 D E F t2 如果信號電壓是周期性的，并且掃描電壓與信號電如果信號電壓是周期性的，并且掃描電壓與信號電壓的周期相同，就可以在熒光屏上得到待測信號在壓的周期相同，就可以在熒光屏上得到待測信號在一個周期內(nèi)隨時間變化的穩(wěn)定圖象一個周期內(nèi)隨時間變化的穩(wěn)定圖象 X Y Y X UX t 示波器圖象 課堂小結(jié)：課堂小結(jié)