人教版新教材高中物理優(yōu)質(zhì)課件-帶電粒子在電場中的運動

5.帶電粒子在電場中的運動第十章靜電場中的能量5.帶電粒子在電場中的運動第十章靜電場中的能量課標(biāo)定位1.了解帶電粒子在電場中的運動特點。2.會運用靜電力、電場強度的概念,根據(jù)牛頓運動定律及運動學(xué)公式研究帶電粒子在電場中的運動。3.會運用靜電力做功、電勢、電勢差的概念,根據(jù)功能關(guān)系研究帶電粒子在電場中的運動。4.了解示波管的構(gòu)造和基本原理。課標(biāo)定位1.了解帶電粒子在電場中的運動特點。素養(yǎng)闡釋1.通過對帶電粒子在電場中加速、偏轉(zhuǎn)問題的分析,強化分析、推理能力,進(jìn)一步培養(yǎng)科學(xué)思維。2.通過分析帶電粒子在電場中的運動情況并解釋相關(guān)的物理現(xiàn)象,培養(yǎng)熱愛科學(xué)的精神,形成科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。素養(yǎng)闡釋1.通過對帶電粒子在電場中加速、偏轉(zhuǎn)問題的分析,強化自主預(yù)習(xí)·新知導(dǎo)學(xué)合作探究·釋疑解惑課堂小結(jié)隨堂練習(xí)自主預(yù)習(xí)·新知導(dǎo)學(xué)合作探究·釋疑解惑課堂小結(jié)隨

自主預(yù)習(xí)·新知導(dǎo)學(xué)自主預(yù)習(xí)·新知導(dǎo)學(xué)一、帶電粒子在電場中的加速分析帶電粒子加速問題的兩種思路:1.利用牛頓第二定律結(jié)合勻變速直線運動公式分析;2.利用靜電力做功結(jié)合動能定理分析。一、帶電粒子在電場中的加速二、帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)1.運動狀態(tài)分析帶電粒子以速度v0垂直于電場線方向飛入勻強電場時,受到恒定的與初速度方向成90°角的靜電力作用而做勻變速曲線運動。二、帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)2.偏轉(zhuǎn)問題的處理方法電荷量為q的帶電粒子在電場中做類平拋運動,將帶電粒子的運動沿初速度方向和電場線方向進(jìn)行分解(類似于平拋運動的處理方法)。如圖所示,設(shè)帶電粒子沿中線進(jìn)入板間,忽略電容器的邊緣效應(yīng)。

(1)沿初速度方向的分運動為勻速直線運動,滿足l=v0t。(2)沿電場線方向的分運動為初速度為零的勻加速直線運動。2.偏轉(zhuǎn)問題的處理方法三、示波管的原理1.示波管的構(gòu)造由三部分構(gòu)成:電子槍、偏轉(zhuǎn)電極、熒光屏,如圖所示。三、示波管的原理2.示波管的原理(1)如果在偏轉(zhuǎn)電極XX'和YY'之間都沒有加電壓,則電子槍射出的電子束沿直線運動,打在熒光屏中心,在那里產(chǎn)生一個亮斑。(2)示波管的YY'偏轉(zhuǎn)電極上加的是待測的信號電壓。XX'偏轉(zhuǎn)電極通常接入儀器自身產(chǎn)生的鋸齒形電壓,叫作掃描電壓。若所加掃描電壓和信號電壓的周期相同,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)定圖像。2.示波管的原理【思考討論】

1.判斷下列說法的正誤。(1)帶電粒子僅在靜電力作用下運動時,動能一定增加。(

)(2)帶電粒子在勻強電場中偏轉(zhuǎn)時,其速度和加速度均不變。(

)(3)帶電粒子在勻強電場中無論是直線加速還是偏轉(zhuǎn),均做勻變速運動。(

)(4)示波管的熒光屏上顯示的是電子的運動軌跡。(

)××√√【思考討論】××√√2.動能定理是分析帶電粒子在電場中加速常用的方法,試想該方法適用于非勻強電場嗎?提示:適用,由于W=qU既適用于勻強電場又適用于非勻強電場,故

適用于任何電場。2.動能定理是分析帶電粒子在電場中加速常用的方法,試想該方法3.如圖所示,帶電粒子(不計重力)從兩板中間垂直電場線方向進(jìn)入電場,在電場中的運動時間與什么因素有關(guān)?提示:若能離開電場,則與板的長度和初速度有關(guān);若打在極板上,則與電場強度和板間距離有關(guān)。3.如圖所示,帶電粒子(不計重力)從兩板中間垂直電場線方向進(jìn)

合作探究·釋疑解惑知識點一知識點二合作探究·釋疑解惑知識點一知識點二帶電粒子在電場中的加速問題引領(lǐng)如圖所示,在真空中有一對平行金屬板,由于接在電池組上而帶電,兩板間的電勢差為U。若一個質(zhì)量為m、帶正電荷q的α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,板間距為d。(1)帶電粒子在電場中受哪些力作用?重力能否忽略不計?(2)粒子在電場中做何種運動?(3)計算粒子到達(dá)負(fù)極板時的速度。帶電粒子在電場中的加速問題引領(lǐng)提示:(1)受重力和靜電力;因重力遠(yuǎn)小于靜電力,故可以忽略重力。提示:(1)受重力和靜電力;因重力遠(yuǎn)小于靜電力,故可以忽略重歸納提升1.帶電粒子的分類及受力特點(1)電子、質(zhì)子、α粒子、離子等基本粒子,一般都不考慮重力。(2)質(zhì)量較大的微粒:帶電小球、帶電油滴、帶電顆粒等,除有說明或有明確的暗示外,處理問題時一般都不能忽略重力。歸納提升2.求帶電粒子的速度的兩種方法(1)從動力學(xué)角度出發(fā),用牛頓第二定律和運動學(xué)知識求解。由牛頓第二定律可知,帶電粒子運動的加速度的大小為2.求帶電粒子的速度的兩種方法(2)從功能關(guān)系角度出發(fā),用動能定理求解。帶電粒子運動過程中,只受靜電力作用,靜電力做的功為W=qU(2)從功能關(guān)系角度出發(fā),用動能定理求解。典型例題【例題1】

如圖所示,在P板附近有一電子由靜止開始向Q板運動。已知兩極板間電勢差為U,板間距為d。電子質(zhì)量為m,電荷量為e。則關(guān)于電子在兩板間的運動情況,下列敘述正確的是(

)典型例題A.若將板間距d增大一倍,則電子到達(dá)Q板的速率保持不變B.若將板間距d增大一倍,則電子到達(dá)Q板的速率也增大一倍C.若將兩極板間電勢差U增大一倍,則電子到達(dá)Q板的時間保持不變D.若將兩極板間電勢差U增大一倍,則電子到達(dá)Q板的時間減為一半答案:AA.若將板間距d增大一倍,則電子到達(dá)Q板的速率保持不變?nèi)私贪嫘陆滩母咧形锢韮?yōu)質(zhì)課件-帶電粒子在電場中的運動1.對于勻強電場,雖然用動力學(xué)觀點和功能觀點均可求解,但運用功能觀點列式更簡單,故應(yīng)優(yōu)先選用功能觀點。2.若電場為非勻強電場,帶電粒子做變加速直線運動,一般不能通過牛頓運動定律途徑直接求解。注意W=qU對一切電場適用,因此從能量的觀點入手,由動能定理來求解。1.對于勻強電場,雖然用動力學(xué)觀點和功能觀點均可求解,但運用【變式訓(xùn)練1】

兩平行金屬板相距為d,電勢差為U,一電子質(zhì)量為m,電荷量為e,從O點沿垂直于極板的方向射入電場,最遠(yuǎn)到達(dá)A點,然后返回,如圖所示,OA間距為h,此電子的初動能是(

)答案:D【變式訓(xùn)練1】兩平行金屬板相距為d,電勢差為U,一電子質(zhì)量人教版新教材高中物理優(yōu)質(zhì)課件-帶電粒子在電場中的運動帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)問題引領(lǐng)如圖所示,兩平行金屬板間存在豎直向下的勻強電場,一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子以速度v0垂直于電場方向射入兩極之間。已知,兩板間距為d,板長度為l,兩板間電壓為U。不計粒子的重力。(1)粒子在兩板間做什么性質(zhì)的運動?在板間運動的加速度和運動時間是多少?(2)粒子離開電場時沿電場方向的速度和偏移量y各是多少?帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)問題引領(lǐng)人教版新教材高中物理優(yōu)質(zhì)課件-帶電粒子在電場中的運動歸納提升1.對帶電粒子的偏轉(zhuǎn)角和偏移量的討論如圖所示,設(shè)帶電粒子質(zhì)量為m、電荷量為q,以速度v0垂直于電場線射入勻強偏轉(zhuǎn)電場,偏轉(zhuǎn)電壓為U1。若粒子飛出電場時偏轉(zhuǎn)角為θ,則歸納提升2.兩個重要結(jié)論(1)若不同的帶電粒子是從靜止經(jīng)過同一加速電壓U0加速后進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場的,則由動能定理有2.兩個重要結(jié)論由④⑤式可知,粒子的偏角、偏移量與粒子的q、m無關(guān),僅決定于加速電場和偏轉(zhuǎn)電場,即不同的帶電粒子從靜止經(jīng)過同一電場加速后再進(jìn)入同一偏轉(zhuǎn)電場,它們在電場中的偏轉(zhuǎn)角度總是相同的,從同一位置沿同一方向射出電場。由④⑤式可知,粒子的偏角、偏移量與粒子的q、m無關(guān),僅決定于(2)作粒子速度的反向延長線,設(shè)與初速度方向交于O點,O點到電場邊緣的距離為x,則由⑥式可知,粒子從偏轉(zhuǎn)電場中射出時,就好像是從極板間的

處(即O點)沿直線射出似的。(2)作粒子速度的反向延長線,設(shè)與初速度方向交于O點,O點到典型例題【例題2】

一束電子經(jīng)U1=5000V的加速電壓加速后,在距兩極板等距離處垂直進(jìn)入平行板間的勻強電場,如圖所示,兩極板間電壓U2=400V,兩極板間距d=2.0cm,板長l1=5.0cm。(1)求電子在兩極板間穿過時的偏移量y。(2)若平行板的右邊緣與屏的距離l2=5cm,求電子打在屏上的位置與中心O的距離y'(O點位于平行板水平中線的延長線上)。答案:(1)0.25cm(2)0.75cm典型例題進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場,電子在平行于極板的方向上做勻速運動,l1=v0t②在垂直于極板的方向上做勻加速直線運動,加速度為進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場,電子在平行于極板的方向上做勻速運動,l1=v(2)如圖所示,由幾何關(guān)系知

(2)如圖所示,由幾何關(guān)系知1.處理帶電粒子在電場中先加速后偏轉(zhuǎn)的問題,常用的方法是動能定理、運動的合成與分解、牛頓運動定律、運動學(xué)公式等,通常將運動分解成平行于電場強度方向的勻變速直線運動和垂直于電場強度方向的勻速運動。2.帶電粒子能否飛出偏轉(zhuǎn)電場,關(guān)鍵看帶電粒子在電場中的偏移量,粒子恰能飛出極板和粒子恰不能飛出極板,對應(yīng)著同一臨界狀態(tài),分析時根據(jù)題意找出臨界狀態(tài),由臨界狀態(tài)來確定極值,這是求解極值問題的常用方法。1.處理帶電粒子在電場中先加速后偏轉(zhuǎn)的問題,常用的方法是動能【變式訓(xùn)練2】

如圖所示,兩極板與電源相連接,電子從負(fù)極板邊緣垂直于電場方向射入勻強電場,且恰好從正極板邊緣飛出,現(xiàn)在使電子入射速度變?yōu)樵瓉淼膬杀?而電子仍從原位置射入,且仍從正極板邊緣飛出,則兩極板的間距應(yīng)變?yōu)樵瓉淼?

)答案:C【變式訓(xùn)練2】如圖所示,兩極板與電源相連接,電子從負(fù)極板邊人教版新教材高中物理優(yōu)質(zhì)課件-帶電粒子在電場中的運動課堂小結(jié)課堂小結(jié)人教版新教材高中物理優(yōu)質(zhì)課件-帶電粒子在電場中的運動隨

堂

練

習(xí)隨堂練習(xí)1.(帶電粒子在電場中的加速)如圖所示,在P板附近有一電子由靜止開始向Q板運動,則關(guān)于電子到達(dá)Q時的速率與哪些因素有關(guān)的下列解釋正確的是(

)A.兩極板間的距離越大,加速的時間就越長,則獲得的速率越大B.兩極板間的距離越小,加速的時間就越短,則獲得的速率越小C.兩極板間的距離越小,加速度就越大,則獲得的速率越大D.與兩極板間的距離無關(guān),僅與加速電壓U有關(guān)答案:D1.(帶電粒子在電場中的加速)如圖所示,在P板附近有一電子由解析:由動能定理得

,當(dāng)兩極板間的距離變化時,U不變,v就不變,電子到達(dá)Q時的速率與兩極板間的距離無關(guān),與加速電壓U有關(guān),故D正確。解析:由動能定理得,當(dāng)兩極板2.(帶電粒子的偏轉(zhuǎn))如圖所示,電荷量之比為qA∶qB=1∶3的帶電粒子A、B,先后以相同的速度從同一點水平射入平行板電容器中,不計重力,帶電粒子偏轉(zhuǎn)后打在同一極板上,水平飛行距離之比為xA∶xB=2∶1,則帶電粒子的質(zhì)量之比mA∶mB以及在電場中飛行的時間之比tA∶tB分別為(

)A.1∶1,2∶3 B.2∶1,3∶2C.1∶1,3∶4 D.4∶3,2∶1答案:D2.(帶電粒子的偏轉(zhuǎn))如圖所示,電荷量之比為qA∶qB=1∶解析:粒子在水平方向上做勻速直線運動,x=v0t,由于初速度相同,xA∶xB=2∶1,所以tA∶tB=2∶1;豎直方向上粒子做勻加速解析:粒子在水平方向上做勻速直線運動,x=v0t,由于初速度3.(示波管的原理)(多選)示波管的構(gòu)造如圖所示。如果在熒光屏上P點出現(xiàn)亮斑,那么示波管中的(

)A.極板X應(yīng)帶正電

B.極板X'應(yīng)帶正電C.極板Y應(yīng)帶正電

D.極板Y'應(yīng)帶正電答案:AC解析:根據(jù)亮斑的位置,電子偏向XY區(qū)間,說明電子受到靜電力作用發(fā)生了偏轉(zhuǎn),因此極板X、極板Y均應(yīng)帶正電。3.(示波管的原理)(多選)示波管的構(gòu)造如圖所示。如果在熒光4.(帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn))一束電子流在經(jīng)U=5000V的加速電壓加速后,在距兩極板等距離處垂直進(jìn)入平行板間的勻強電場,如圖所示。若兩極板間距離d=1.0cm,板長l=5.0cm,那么,要使電子能從平行板間飛出,兩個極板上最大能加多大電壓?答案:400V4.(帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn))一束電子流在經(jīng)U=5000解析:在加速電壓一定時,偏轉(zhuǎn)電壓U'越大,電子在極板間的偏轉(zhuǎn)距離就越大。當(dāng)偏轉(zhuǎn)電壓大到使電子剛好擦著極板的邊緣飛出時,兩極板間的偏轉(zhuǎn)電壓即為題目要求的最大電壓。進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場后,電子在平行于板面的方向上做勻速運動l=v0t②在垂直于板面的方向上做勻加速直線運動,解析:在加速電壓一定時,偏轉(zhuǎn)電壓U'越大,電子在極板間的偏轉(zhuǎn)人教版新教材高中物理優(yōu)質(zhì)課件-帶電粒子在電場中的運動人教版新教材高中物理優(yōu)質(zhì)課件-帶電粒子在電場中的運動5.帶電粒子在電場中的運動第十章靜電場中的能量5.帶電粒子在電場中的運動第十章靜電場中的能量課標(biāo)定位1.了解帶電粒子在電場中的運動特點。2.會運用靜電力、電場強度的概念,根據(jù)牛頓運動定律及運動學(xué)公式研究帶電粒子在電場中的運動。3.會運用靜電力做功、電勢、電勢差的概念,根據(jù)功能關(guān)系研究帶電粒子在電場中的運動。4.了解示波管的構(gòu)造和基本原理。課標(biāo)定位1.了解帶電粒子在電場中的運動特點。素養(yǎng)闡釋1.通過對帶電粒子在電場中加速、偏轉(zhuǎn)問題的分析,強化分析、推理能力,進(jìn)一步培養(yǎng)科學(xué)思維。2.通過分析帶電粒子在電場中的運動情況并解釋相關(guān)的物理現(xiàn)象,培養(yǎng)熱愛科學(xué)的精神,形成科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。素養(yǎng)闡釋1.通過對帶電粒子在電場中加速、偏轉(zhuǎn)問題的分析,強化自主預(yù)習(xí)·新知導(dǎo)學(xué)合作探究·釋疑解惑課堂小結(jié)隨堂練習(xí)自主預(yù)習(xí)·新知導(dǎo)學(xué)合作探究·釋疑解惑課堂小結(jié)隨

自主預(yù)習(xí)·新知導(dǎo)學(xué)自主預(yù)習(xí)·新知導(dǎo)學(xué)一、帶電粒子在電場中的加速分析帶電粒子加速問題的兩種思路:1.利用牛頓第二定律結(jié)合勻變速直線運動公式分析;2.利用靜電力做功結(jié)合動能定理分析。一、帶電粒子在電場中的加速二、帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)1.運動狀態(tài)分析帶電粒子以速度v0垂直于電場線方向飛入勻強電場時,受到恒定的與初速度方向成90°角的靜電力作用而做勻變速曲線運動。二、帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)2.偏轉(zhuǎn)問題的處理方法電荷量為q的帶電粒子在電場中做類平拋運動,將帶電粒子的運動沿初速度方向和電場線方向進(jìn)行分解(類似于平拋運動的處理方法)。如圖所示,設(shè)帶電粒子沿中線進(jìn)入板間,忽略電容器的邊緣效應(yīng)。

(1)沿初速度方向的分運動為勻速直線運動,滿足l=v0t。(2)沿電場線方向的分運動為初速度為零的勻加速直線運動。2.偏轉(zhuǎn)問題的處理方法三、示波管的原理1.示波管的構(gòu)造由三部分構(gòu)成:電子槍、偏轉(zhuǎn)電極、熒光屏,如圖所示。三、示波管的原理2.示波管的原理(1)如果在偏轉(zhuǎn)電極XX'和YY'之間都沒有加電壓,則電子槍射出的電子束沿直線運動,打在熒光屏中心,在那里產(chǎn)生一個亮斑。(2)示波管的YY'偏轉(zhuǎn)電極上加的是待測的信號電壓。XX'偏轉(zhuǎn)電極通常接入儀器自身產(chǎn)生的鋸齒形電壓,叫作掃描電壓。若所加掃描電壓和信號電壓的周期相同,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)定圖像。2.示波管的原理【思考討論】

1.判斷下列說法的正誤。(1)帶電粒子僅在靜電力作用下運動時,動能一定增加。(

)(2)帶電粒子在勻強電場中偏轉(zhuǎn)時,其速度和加速度均不變。(

)(3)帶電粒子在勻強電場中無論是直線加速還是偏轉(zhuǎn),均做勻變速運動。(

)(4)示波管的熒光屏上顯示的是電子的運動軌跡。(

)××√√【思考討論】××√√2.動能定理是分析帶電粒子在電場中加速常用的方法,試想該方法適用于非勻強電場嗎?提示:適用,由于W=qU既適用于勻強電場又適用于非勻強電場,故

適用于任何電場。2.動能定理是分析帶電粒子在電場中加速常用的方法,試想該方法3.如圖所示,帶電粒子(不計重力)從兩板中間垂直電場線方向進(jìn)入電場,在電場中的運動時間與什么因素有關(guān)?提示:若能離開電場,則與板的長度和初速度有關(guān);若打在極板上,則與電場強度和板間距離有關(guān)。3.如圖所示,帶電粒子(不計重力)從兩板中間垂直電場線方向進(jìn)

合作探究·釋疑解惑知識點一知識點二合作探究·釋疑解惑知識點一知識點二帶電粒子在電場中的加速問題引領(lǐng)如圖所示,在真空中有一對平行金屬板,由于接在電池組上而帶電,兩板間的電勢差為U。若一個質(zhì)量為m、帶正電荷q的α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,板間距為d。(1)帶電粒子在電場中受哪些力作用?重力能否忽略不計?(2)粒子在電場中做何種運動?(3)計算粒子到達(dá)負(fù)極板時的速度。帶電粒子在電場中的加速問題引領(lǐng)提示:(1)受重力和靜電力;因重力遠(yuǎn)小于靜電力,故可以忽略重力。提示:(1)受重力和靜電力;因重力遠(yuǎn)小于靜電力,故可以忽略重歸納提升1.帶電粒子的分類及受力特點(1)電子、質(zhì)子、α粒子、離子等基本粒子,一般都不考慮重力。(2)質(zhì)量較大的微粒:帶電小球、帶電油滴、帶電顆粒等,除有說明或有明確的暗示外,處理問題時一般都不能忽略重力。歸納提升2.求帶電粒子的速度的兩種方法(1)從動力學(xué)角度出發(fā),用牛頓第二定律和運動學(xué)知識求解。由牛頓第二定律可知,帶電粒子運動的加速度的大小為2.求帶電粒子的速度的兩種方法(2)從功能關(guān)系角度出發(fā),用動能定理求解。帶電粒子運動過程中,只受靜電力作用,靜電力做的功為W=qU(2)從功能關(guān)系角度出發(fā),用動能定理求解。典型例題【例題1】

如圖所示,在P板附近有一電子由靜止開始向Q板運動。已知兩極板間電勢差為U,板間距為d。電子質(zhì)量為m,電荷量為e。則關(guān)于電子在兩板間的運動情況,下列敘述正確的是(

)典型例題A.若將板間距d增大一倍,則電子到達(dá)Q板的速率保持不變B.若將板間距d增大一倍,則電子到達(dá)Q板的速率也增大一倍C.若將兩極板間電勢差U增大一倍,則電子到達(dá)Q板的時間保持不變D.若將兩極板間電勢差U增大一倍,則電子到達(dá)Q板的時間減為一半答案:AA.若將板間距d增大一倍,則電子到達(dá)Q板的速率保持不變?nèi)私贪嫘陆滩母咧形锢韮?yōu)質(zhì)課件-帶電粒子在電場中的運動1.對于勻強電場,雖然用動力學(xué)觀點和功能觀點均可求解,但運用功能觀點列式更簡單,故應(yīng)優(yōu)先選用功能觀點。2.若電場為非勻強電場,帶電粒子做變加速直線運動,一般不能通過牛頓運動定律途徑直接求解。注意W=qU對一切電場適用,因此從能量的觀點入手,由動能定理來求解。1.對于勻強電場,雖然用動力學(xué)觀點和功能觀點均可求解,但運用【變式訓(xùn)練1】

兩平行金屬板相距為d,電勢差為U,一電子質(zhì)量為m,電荷量為e,從O點沿垂直于極板的方向射入電場,最遠(yuǎn)到達(dá)A點,然后返回,如圖所示,OA間距為h,此電子的初動能是(

)答案:D【變式訓(xùn)練1】兩平行金屬板相距為d,電勢差為U,一電子質(zhì)量人教版新教材高中物理優(yōu)質(zhì)課件-帶電粒子在電場中的運動帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)問題引領(lǐng)如圖所示,兩平行金屬板間存在豎直向下的勻強電場,一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子以速度v0垂直于電場方向射入兩極之間。已知,兩板間距為d,板長度為l,兩板間電壓為U。不計粒子的重力。(1)粒子在兩板間做什么性質(zhì)的運動?在板間運動的加速度和運動時間是多少?(2)粒子離開電場時沿電場方向的速度和偏移量y各是多少?帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)問題引領(lǐng)人教版新教材高中物理優(yōu)質(zhì)課件-帶電粒子在電場中的運動歸納提升1.對帶電粒子的偏轉(zhuǎn)角和偏移量的討論如圖所示,設(shè)帶電粒子質(zhì)量為m、電荷量為q,以速度v0垂直于電場線射入勻強偏轉(zhuǎn)電場,偏轉(zhuǎn)電壓為U1。若粒子飛出電場時偏轉(zhuǎn)角為θ,則歸納提升2.兩個重要結(jié)論(1)若不同的帶電粒子是從靜止經(jīng)過同一加速電壓U0加速后進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場的,則由動能定理有2.兩個重要結(jié)論由④⑤式可知,粒子的偏角、偏移量與粒子的q、m無關(guān),僅決定于加速電場和偏轉(zhuǎn)電場,即不同的帶電粒子從靜止經(jīng)過同一電場加速后再進(jìn)入同一偏轉(zhuǎn)電場,它們在電場中的偏轉(zhuǎn)角度總是相同的,從同一位置沿同一方向射出電場。由④⑤式可知,粒子的偏角、偏移量與粒子的q、m無關(guān),僅決定于(2)作粒子速度的反向延長線,設(shè)與初速度方向交于O點,O點到電場邊緣的距離為x,則由⑥式可知,粒子從偏轉(zhuǎn)電場中射出時,就好像是從極板間的

處(即O點)沿直線射出似的。(2)作粒子速度的反向延長線,設(shè)與初速度方向交于O點,O點到典型例題【例題2】

一束電子經(jīng)U1=5000V的加速電壓加速后,在距兩極板等距離處垂直進(jìn)入平行板間的勻強電場,如圖所示,兩極板間電壓U2=400V,兩極板間距d=2.0cm,板長l1=5.0cm。(1)求電子在兩極板間穿過時的偏移量y。(2)若平行板的右邊緣與屏的距離l2=5cm,求電子打在屏上的位置與中心O的距離y'(O點位于平行板水平中線的延長線上)。答案:(1)0.25cm(2)0.75cm典型例題進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場,電子在平行于極板的方向上做勻速運動,l1=v0t②在垂直于極板的方向上做勻加速直線運動,加速度為進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場,電子在平行于極板的方向上做勻速運動,l1=v(2)如圖所示,由幾何關(guān)系知

(2)如圖所示,由幾何關(guān)系知1.處理帶電粒子在電場中先加速后偏轉(zhuǎn)的問題,常用的方法是動能定理、運動的合成與分解、牛頓運動定律、運動學(xué)公式等,通常將運動分解成平行于電場強度方向的勻變速直線運動和垂直于電場強度方向的勻速運動。2.帶電粒子能否飛出偏轉(zhuǎn)電場,關(guān)鍵看帶電粒子在電場中的偏移量,粒子恰能飛出極板和粒子恰不能飛出極板,對應(yīng)著同一臨界狀態(tài),分析時根據(jù)題意找出臨界狀態(tài),由臨界狀態(tài)來確定極值,這是求解極值問題的常用方法。1.處理帶電粒子在電場中先加速后偏轉(zhuǎn)的問題,常用的方法是動能【變式訓(xùn)練2】

如圖所示,兩極板與電源相連接,電子從負(fù)極板邊緣垂直于電場方向射入勻強電場,且恰好從正極板邊緣飛出,現(xiàn)在使電子入射速度變?yōu)樵瓉淼膬杀?而電子仍從原位置射入,且仍從正極板邊緣飛出,則兩極板的間距應(yīng)變?yōu)樵瓉淼?

)答案:C【變式訓(xùn)練2】如圖所示,兩極板與電源相連接,電子從負(fù)極板邊人教版新教材高中物理優(yōu)質(zhì)課件-帶電粒子在電場中的運動課堂小結(jié)課堂小結(jié)人教版新教材高中物理優(yōu)質(zhì)課件-帶電粒子在電場中的運動隨

堂

練

習(xí)隨堂練習(xí)1.(帶電粒子在電場中的加速)如圖所示,在P板附近有一電子由靜止開始向Q板運動,則關(guān)于電子到達(dá)Q時的速率與哪些因素有關(guān)的下列解釋正確的是(

)A.兩極板間的距離越大,加速的時間就越長,則獲得的速率越大B.兩極板間的距離越小,加速的時間就越短,則獲得的速率越小C.兩極板間的距離越小,加速度就越大,則獲得的速率越大D.與兩極板間的距離無關(guān),僅與加速電壓U有關(guān)答案:D1.(帶電粒子在電場中的加速)如圖所示,在