人教版選修帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)張課件

第一章

靜電場(chǎng)9帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)第一章9帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

學(xué)習(xí)目標(biāo)

1.會(huì)從力和能量角度分析計(jì)算帶電粒子在電場(chǎng)中的加速問題.2.能夠用類平拋運(yùn)動(dòng)分析方法研究帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)問題.3.知道示波管的主要構(gòu)造和工作原理.學(xué)習(xí)目標(biāo)內(nèi)容索引知識(shí)探究題型探究達(dá)標(biāo)檢測(cè)內(nèi)容索引知識(shí)探究1知識(shí)探究1一、帶電粒子的加速導(dǎo)學(xué)探究如圖1所示，平行板電容器兩板間的距離為d，電勢(shì)差為U.一質(zhì)量為m、帶正電荷為q的α粒子，在電場(chǎng)力的作用下由靜止開始從正極板A向負(fù)極板B運(yùn)動(dòng).(1)比較α粒子所受電場(chǎng)力和重力的大小，說明重力能否忽略不計(jì)(α粒子質(zhì)量是質(zhì)子質(zhì)量的4倍，即mα＝4×1.67×10－27kg，電量是質(zhì)子的2倍).α粒子所受電場(chǎng)力大、重力?。灰蛑亓h(yuǎn)小于電場(chǎng)力，故可以忽略重力.答案圖1一、帶電粒子的加速導(dǎo)學(xué)探究如圖1所示，平行板電容器兩板間的距(2)α粒子的加速度是多少？在電場(chǎng)中做何種運(yùn)動(dòng)？答案(2)α粒子的加速度是多少？在電場(chǎng)中做何種運(yùn)動(dòng)？答案(3)計(jì)算粒子到達(dá)負(fù)極板時(shí)的速度大小(嘗試用不同的方法).答案(3)計(jì)算粒子到達(dá)負(fù)極板時(shí)的速度大小(嘗試用不同的方法).方法1利用動(dòng)能定理求解.在帶電粒子的運(yùn)動(dòng)過程中，電場(chǎng)力對(duì)它做的功是W＝qU設(shè)帶電粒子到達(dá)負(fù)極板時(shí)的速率為v，則方法1利用動(dòng)能定理求解.方法2利用牛頓定律結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解.設(shè)粒子到達(dá)負(fù)極板時(shí)所用時(shí)間為t，則方法2利用牛頓定律結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解.知識(shí)梳理1.帶電粒子的分類及受力特點(diǎn)(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

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(shí)一般都不能忽略重力.較大知識(shí)梳理1.帶電粒子的分類及受力特點(diǎn)較大2.分析帶電粒子在電場(chǎng)力作用下加速運(yùn)動(dòng)的兩種方法(1)利用牛頓第二定律F＝ma和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，只能用來分析帶電粒子的

運(yùn)動(dòng).(2)利用動(dòng)能定理：qU＝______________.若初速度為零，則qU＝_______，對(duì)于勻變速運(yùn)動(dòng)和非勻變速運(yùn)動(dòng)都適用.勻變速2.分析帶電粒子在電場(chǎng)力作用下加速運(yùn)動(dòng)的兩種方法勻變速即學(xué)即用判斷下列說法的正誤.(1)質(zhì)量很小的粒子不受重力的作用.(

)(2)帶電粒子在電場(chǎng)中只受電場(chǎng)力作用時(shí)，電場(chǎng)力一定做正功.(

)(3)牛頓定律結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式能分析勻強(qiáng)電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)問題，也能分析非勻強(qiáng)電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)問題.(

)(4)動(dòng)能定理能分析勻強(qiáng)電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)問題，也能分析非勻強(qiáng)電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)問題.(

)×××√即學(xué)即用判斷下列說法的正誤.×××√二、帶電粒子的偏轉(zhuǎn)導(dǎo)學(xué)探究如圖2所示，質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子以初速度v0垂直于電場(chǎng)方向射入兩極板間，兩平行板間存在方向豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，已知板長為l，板間電壓為U，板間距為d，不計(jì)粒子的重力.(1)粒子的加速度大小是多少？方向如何？做什么性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)？答案圖2二、帶電粒子的偏轉(zhuǎn)導(dǎo)學(xué)探究如圖2所示，質(zhì)量為m、電荷量為q的人教版選修帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)張課件(2)求粒子通過電場(chǎng)的時(shí)間及粒子離開電場(chǎng)時(shí)水平方向和豎直方向的速度，及合速度與初速度方向的夾角θ的正切值.答案如圖所示vx＝v0(2)求粒子通過電場(chǎng)的時(shí)間及粒子離開電場(chǎng)時(shí)水平方向和豎直方向(3)求粒子沿電場(chǎng)方向的偏移量y.答案(3)求粒子沿電場(chǎng)方向的偏移量y.答案帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)(1)運(yùn)動(dòng)性質(zhì)①沿初速度方向：速度為

的

運(yùn)動(dòng).②垂直v0的方向：初速度為

，加速度為a＝

的勻加速直線運(yùn)動(dòng).(2)運(yùn)動(dòng)規(guī)律①偏移距離：因?yàn)閠＝____，a＝_____，所以偏移距離y＝

＝_________.②偏轉(zhuǎn)角度：因?yàn)関y＝at＝______，所以

知識(shí)梳理v0

勻速直線零

帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)知識(shí)梳理v0勻速直線零即學(xué)即用判斷下列說法的正誤.(1)帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)時(shí)，加速度不變，粒子的運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng).(

)(2)帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)時(shí)，可用平拋運(yùn)動(dòng)的知識(shí)分析.(

)(3)帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)時(shí)，若已知進(jìn)入電場(chǎng)和離開電場(chǎng)兩點(diǎn)間的電勢(shì)差以及帶電粒子的初速度，可用動(dòng)能定理求解末速度大小.(

)√√√即學(xué)即用判斷下列說法的正誤.√√√三、示波管的原理導(dǎo)學(xué)探究圖3為示波管結(jié)構(gòu)原理圖.(1)示波管由哪幾部分組成？各部分的作用是什么？答案圖3主要有電子槍、偏轉(zhuǎn)電極、熒光屏三部分組成.電子槍的作用是發(fā)射電子并且加速電子，使電子獲得較大的速度；偏轉(zhuǎn)電極的作用是使電子發(fā)生偏轉(zhuǎn)；熒光屏的作用是顯示電子的偏轉(zhuǎn)情況.三、示波管的原理導(dǎo)學(xué)探究圖3為示波管結(jié)構(gòu)原理圖.(1)示波管掃描電壓的作用是使電子在水平方向偏轉(zhuǎn)，Y方向的信號(hào)電壓可以使電子向上或向下偏轉(zhuǎn).(2)在電極X和X′加掃描電壓，目的是什么？在電極Y和Y′加信號(hào)電壓，可以使電子向什么方向偏轉(zhuǎn)？答案掃描電壓的作用是使電子在水平方向偏轉(zhuǎn)，Y方向的信號(hào)電壓可以使知識(shí)梳理對(duì)示波管的認(rèn)識(shí)(1)示波管主要由

(由發(fā)射電子的燈絲、加速電極組成)、__________(由一對(duì)X偏轉(zhuǎn)電極板和一對(duì)Y偏轉(zhuǎn)電極板組成)和

組成.(2)掃描電壓：XX′偏轉(zhuǎn)電極接入的是由儀器自身產(chǎn)生的鋸齒形電壓.(3)示波管工作原理：被加熱的燈絲發(fā)射出熱電子，電子經(jīng)加速電場(chǎng)加速后，以很大的速度進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，如果在Y偏轉(zhuǎn)極板上加一個(gè)

，在X偏轉(zhuǎn)極板上加一

，在熒光屏上就會(huì)出現(xiàn)按Y偏轉(zhuǎn)電壓規(guī)律變化的可視圖象.電子槍偏轉(zhuǎn)電極熒光屏信號(hào)電壓掃描電壓知識(shí)梳理對(duì)示波管的認(rèn)識(shí)電子槍偏轉(zhuǎn)電極熒光屏信號(hào)電壓掃描電壓即學(xué)即用判斷下列說法的正誤.(1)示波管電子槍的作用是產(chǎn)生高速飛行的電子束，偏轉(zhuǎn)電極的作用是使電子束發(fā)生偏轉(zhuǎn)，打在熒光屏的不同位置.(

)(2)如果在偏轉(zhuǎn)電極YY′和XX′上不加電壓電子束不偏轉(zhuǎn)，打在熒光屏中心.(

)(3)只在YY′上加恒定電壓時(shí)，電子束不偏轉(zhuǎn).(

)(4)只在XX′上加恒定電壓時(shí)，電子束沿YY′方向偏轉(zhuǎn).(

)√√××即學(xué)即用判斷下列說法的正誤.√√××2題型探究2題型探究一、帶電粒子在電場(chǎng)中的加速運(yùn)動(dòng)分析帶電粒子在電場(chǎng)中的加速運(yùn)動(dòng)，可以從動(dòng)力學(xué)和功能關(guān)系兩個(gè)角度進(jìn)行分析，其比較如下：內(nèi)容兩個(gè)角度動(dòng)力學(xué)角度功能關(guān)系角度涉及知識(shí)應(yīng)用牛頓第二定律結(jié)合勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式功的公式及動(dòng)能定理選擇條件勻強(qiáng)電場(chǎng)，靜電力是恒力可以是勻強(qiáng)電場(chǎng)，也可以是非勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)力可以是恒力，也可以是變力一、帶電粒子在電場(chǎng)中的加速運(yùn)動(dòng)內(nèi)容動(dòng)力學(xué)角度功能關(guān)系角度涉及例1

如圖4所示，在點(diǎn)電荷＋Q激發(fā)的電場(chǎng)中有A、B兩點(diǎn)，將質(zhì)子和α粒子分別從A點(diǎn)由靜止釋放到達(dá)B點(diǎn)時(shí)，它們的速度大小之比為多少？答案解析圖4例1如圖4所示，在點(diǎn)電荷＋Q激發(fā)的電場(chǎng)中有A、B兩點(diǎn)，將質(zhì)質(zhì)子和α粒子都帶正電，從A點(diǎn)釋放都將受電場(chǎng)力作用加速運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，設(shè)A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為U，由動(dòng)能定理可知，

質(zhì)子和α粒子都帶正電，從A點(diǎn)釋放都將受電場(chǎng)力作用加速運(yùn)動(dòng)到B針對(duì)訓(xùn)練1如圖5所示，P和Q為兩平行金屬板，兩極板間電壓為U，在P板附近有一電子由靜止開始向Q板運(yùn)動(dòng)，關(guān)于電子到達(dá)Q板時(shí)的速率，下列說法正確的是A.兩極板間距離越大，加速時(shí)間越長，獲得的速率就越大B.兩極板間距離越小，加速度越大，獲得的速率就越大C.與兩極板間距離無關(guān)，僅與加速電壓U有關(guān)D.以上說法都不正確圖5答案√針對(duì)訓(xùn)練1如圖5所示，P和Q為兩平行金屬板，兩極板間電壓為二、帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)1.帶電粒子垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)類似于物體的平拋運(yùn)動(dòng)，可以利用運(yùn)動(dòng)的合成與分解知識(shí)分析.規(guī)律：2.分析粒子的偏轉(zhuǎn)問題也可以利用動(dòng)能定理，即qEΔy＝ΔEk.二、帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)2.分析粒子的偏轉(zhuǎn)問題也可以利用動(dòng)3.兩個(gè)特殊推論：(1)粒子從偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中射出時(shí)，其速度方向的反向延長線與初速度方向的延長線交于一點(diǎn)，此點(diǎn)為初速度方向位移的中點(diǎn)，如圖6所示.圖63.兩個(gè)特殊推論：圖6例2一束電子流在經(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(qiáng)電場(chǎng)，如圖7所示.若兩板間距離d＝1.0cm，板長l＝5.0cm，那么，要使電子能從平行板間飛出，兩個(gè)極板上最大能加多大電壓？答案解析圖7400V例2一束電子流在經(jīng)U＝5000V的加速電壓加速后，在距在加速電壓一定時(shí)，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(shí)，兩板間的偏轉(zhuǎn)電壓即為題目要求的最大電壓.加速過程中，由動(dòng)能定理有：進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，電子在平行于板面的方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)l＝v0t

②在垂直于板面的方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在加速電壓一定時(shí)，偏轉(zhuǎn)電壓U′越大，電子在極板間的偏轉(zhuǎn)距離就即要使電子能飛出，所加電壓最大為400V.即要使電子能飛出，所加電壓最大為400V.針對(duì)訓(xùn)練2

如圖8所示，兩個(gè)板長均為L的平板電極，平行正對(duì)放置，兩極板相距為d，極板之間的電勢(shì)差為U，板間電場(chǎng)可以認(rèn)為是勻強(qiáng)電場(chǎng).一個(gè)帶電粒子(質(zhì)量為m，電荷量為＋q)從正極板邊緣以某一初速度垂直于電場(chǎng)方向射入兩極板之間，到達(dá)負(fù)極板時(shí)恰好落在極板邊緣.忽略重力和空氣阻力的影響.求：(1)極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小.答案解析圖8兩極板間的電壓為U，兩極板的距離為d，所以電場(chǎng)強(qiáng)度大小為針對(duì)訓(xùn)練2如圖8所示，兩個(gè)板長均為L的平板電極，平行正對(duì)放(2)該粒子的初速度v0的大小.答案解析帶電粒子在極板間做類平拋運(yùn)動(dòng)，在水平方向上有L＝v0t(2)該粒子的初速度v0的大小.答案解析帶電粒子在極板間做類(3)該粒子落到下極板時(shí)的末動(dòng)能Ek的大小.答案解析(3)該粒子落到下極板時(shí)的末動(dòng)能Ek的大小.答案解析達(dá)標(biāo)檢測(cè)3達(dá)標(biāo)檢測(cè)31.兩平行金屬板相距為d，電勢(shì)差為U，一電子質(zhì)量為m，電荷量為e，從O點(diǎn)沿垂直于極板的方向射出，最遠(yuǎn)到達(dá)A點(diǎn)，然后返回，如圖9所示，OA＝h，則此電子具有的初動(dòng)能是1234答案解析圖9√1.兩平行金屬板相距為d，電勢(shì)差為U，一電子質(zhì)量為m，電荷量1234電子從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)，因受電場(chǎng)力作用，速度逐漸減小.根據(jù)題意和題圖判斷，電子僅受電場(chǎng)力，不計(jì)重力.根據(jù)能量守恒定律得1234電子從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)，因受電場(chǎng)力作用，速度逐漸減小.12342.如圖10所示，兩極板與電源相連，電子從負(fù)極板邊緣垂直電場(chǎng)方向射入勻強(qiáng)電場(chǎng)，且恰好從正極板邊緣飛出.現(xiàn)使電子射入速度變?yōu)樵瓉淼?倍，電子仍從原位置射入，且仍從正極板邊緣飛出，則兩極板長度應(yīng)變?yōu)樵瓉淼?/p>

答案解析圖10√12342.如圖10所示，兩極板與電源相連，電子從負(fù)極板邊緣(1)帶電粒子在____區(qū)域是加速的，在____區(qū)域是偏轉(zhuǎn)的.(2)若UYY′＞0，UXX′＝0，則粒子向_____極板偏移，若UYY′＝0，UXX′＞0，則粒子向____極板偏移.3.如圖11是示波管的原理圖.它由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極(XX′和YY′)、熒光屏組成，管內(nèi)抽成真空.給電子槍通電后，如果在偏轉(zhuǎn)電極XX′和YY′上都沒有加電壓，電子束將打在熒光屏的中心O點(diǎn).1234圖11答案ⅠⅡY

X答案(1)帶電粒子在____區(qū)域是加速的，在____區(qū)域是偏轉(zhuǎn)的4.水平放置的兩塊平行金屬板長L＝5.0cm，兩板間距d＝1.0cm，兩板間電壓為90V且上板為正.一電子沿水平方向以速度v0＝2.0×107m/s從兩板中間射入，如圖12所示，求：(電子電荷量q＝1.6×10－19C，電子質(zhì)量me＝9.1×10－31kg)(計(jì)算結(jié)果在小數(shù)點(diǎn)后保留兩位有效數(shù)字)(1)電子偏離金屬板時(shí)的側(cè)位移；1234答案解析圖120.49cm4.水平放置的兩塊平行金屬板長L＝5.0cm，兩板間距d＝

(2)電子飛出電場(chǎng)時(shí)的速度；1234答案解析2.04×107m/s速度的方向與v0的夾角θ滿足tanθ≈0.2(2)電子飛出電場(chǎng)時(shí)的速度；1234答案解析2.04×107(3)電子離開電場(chǎng)后，打在屏上的P點(diǎn)，若s＝10cm，求OP的長.1234答案解析2.49cm電子飛出電場(chǎng)后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則OP＝y(tǒng)＋stanθ＝2.49cm.(3)電子離開電場(chǎng)后，打在屏上的P點(diǎn)，若s＝10cm，求O本課結(jié)束本課結(jié)束第一章

靜電場(chǎng)9帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)第一章9帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

學(xué)習(xí)目標(biāo)

1.會(huì)從力和能量角度分析計(jì)算帶電粒子在電場(chǎng)中的加速問題.2.能夠用類平拋運(yùn)動(dòng)分析方法研究帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)問題.3.知道示波管的主要構(gòu)造和工作原理.學(xué)習(xí)目標(biāo)內(nèi)容索引知識(shí)探究題型探究達(dá)標(biāo)檢測(cè)內(nèi)容索引知識(shí)探究1知識(shí)探究1一、帶電粒子的加速導(dǎo)學(xué)探究如圖1所示，平行板電容器兩板間的距離為d，電勢(shì)差為U.一質(zhì)量為m、帶正電荷為q的α粒子，在電場(chǎng)力的作用下由靜止開始從正極板A向負(fù)極板B運(yùn)動(dòng).(1)比較α粒子所受電場(chǎng)力和重力的大小，說明重力能否忽略不計(jì)(α粒子質(zhì)量是質(zhì)子質(zhì)量的4倍，即mα＝4×1.67×10－27kg，電量是質(zhì)子的2倍).α粒子所受電場(chǎng)力大、重力小；因重力遠(yuǎn)小于電場(chǎng)力，故可以忽略重力.答案圖1一、帶電粒子的加速導(dǎo)學(xué)探究如圖1所示，平行板電容器兩板間的距(2)α粒子的加速度是多少？在電場(chǎng)中做何種運(yùn)動(dòng)？答案(2)α粒子的加速度是多少？在電場(chǎng)中做何種運(yùn)動(dòng)？答案(3)計(jì)算粒子到達(dá)負(fù)極板時(shí)的速度大小(嘗試用不同的方法).答案(3)計(jì)算粒子到達(dá)負(fù)極板時(shí)的速度大小(嘗試用不同的方法).方法1利用動(dòng)能定理求解.在帶電粒子的運(yùn)動(dòng)過程中，電場(chǎng)力對(duì)它做的功是W＝qU設(shè)帶電粒子到達(dá)負(fù)極板時(shí)的速率為v，則方法1利用動(dòng)能定理求解.方法2利用牛頓定律結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解.設(shè)粒子到達(dá)負(fù)極板時(shí)所用時(shí)間為t，則方法2利用牛頓定律結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解.知識(shí)梳理1.帶電粒子的分類及受力特點(diǎn)(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

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(shí)一般都不能忽略重力.較大知識(shí)梳理1.帶電粒子的分類及受力特點(diǎn)較大2.分析帶電粒子在電場(chǎng)力作用下加速運(yùn)動(dòng)的兩種方法(1)利用牛頓第二定律F＝ma和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，只能用來分析帶電粒子的

運(yùn)動(dòng).(2)利用動(dòng)能定理：qU＝______________.若初速度為零，則qU＝_______，對(duì)于勻變速運(yùn)動(dòng)和非勻變速運(yùn)動(dòng)都適用.勻變速2.分析帶電粒子在電場(chǎng)力作用下加速運(yùn)動(dòng)的兩種方法勻變速即學(xué)即用判斷下列說法的正誤.(1)質(zhì)量很小的粒子不受重力的作用.(

)(2)帶電粒子在電場(chǎng)中只受電場(chǎng)力作用時(shí)，電場(chǎng)力一定做正功.(

)(3)牛頓定律結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式能分析勻強(qiáng)電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)問題，也能分析非勻強(qiáng)電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)問題.(

)(4)動(dòng)能定理能分析勻強(qiáng)電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)問題，也能分析非勻強(qiáng)電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)問題.(

)×××√即學(xué)即用判斷下列說法的正誤.×××√二、帶電粒子的偏轉(zhuǎn)導(dǎo)學(xué)探究如圖2所示，質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子以初速度v0垂直于電場(chǎng)方向射入兩極板間，兩平行板間存在方向豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，已知板長為l，板間電壓為U，板間距為d，不計(jì)粒子的重力.(1)粒子的加速度大小是多少？方向如何？做什么性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)？答案圖2二、帶電粒子的偏轉(zhuǎn)導(dǎo)學(xué)探究如圖2所示，質(zhì)量為m、電荷量為q的人教版選修帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)張課件(2)求粒子通過電場(chǎng)的時(shí)間及粒子離開電場(chǎng)時(shí)水平方向和豎直方向的速度，及合速度與初速度方向的夾角θ的正切值.答案如圖所示vx＝v0(2)求粒子通過電場(chǎng)的時(shí)間及粒子離開電場(chǎng)時(shí)水平方向和豎直方向(3)求粒子沿電場(chǎng)方向的偏移量y.答案(3)求粒子沿電場(chǎng)方向的偏移量y.答案帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)(1)運(yùn)動(dòng)性質(zhì)①沿初速度方向：速度為

的

運(yùn)動(dòng).②垂直v0的方向：初速度為

，加速度為a＝

的勻加速直線運(yùn)動(dòng).(2)運(yùn)動(dòng)規(guī)律①偏移距離：因?yàn)閠＝____，a＝_____，所以偏移距離y＝

＝_________.②偏轉(zhuǎn)角度：因?yàn)関y＝at＝______，所以

知識(shí)梳理v0

勻速直線零

帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)知識(shí)梳理v0勻速直線零即學(xué)即用判斷下列說法的正誤.(1)帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)時(shí)，加速度不變，粒子的運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng).(

)(2)帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)時(shí)，可用平拋運(yùn)動(dòng)的知識(shí)分析.(

)(3)帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)時(shí)，若已知進(jìn)入電場(chǎng)和離開電場(chǎng)兩點(diǎn)間的電勢(shì)差以及帶電粒子的初速度，可用動(dòng)能定理求解末速度大小.(

)√√√即學(xué)即用判斷下列說法的正誤.√√√三、示波管的原理導(dǎo)學(xué)探究圖3為示波管結(jié)構(gòu)原理圖.(1)示波管由哪幾部分組成？各部分的作用是什么？答案圖3主要有電子槍、偏轉(zhuǎn)電極、熒光屏三部分組成.電子槍的作用是發(fā)射電子并且加速電子，使電子獲得較大的速度；偏轉(zhuǎn)電極的作用是使電子發(fā)生偏轉(zhuǎn)；熒光屏的作用是顯示電子的偏轉(zhuǎn)情況.三、示波管的原理導(dǎo)學(xué)探究圖3為示波管結(jié)構(gòu)原理圖.(1)示波管掃描電壓的作用是使電子在水平方向偏轉(zhuǎn)，Y方向的信號(hào)電壓可以使電子向上或向下偏轉(zhuǎn).(2)在電極X和X′加掃描電壓，目的是什么？在電極Y和Y′加信號(hào)電壓，可以使電子向什么方向偏轉(zhuǎn)？答案掃描電壓的作用是使電子在水平方向偏轉(zhuǎn)，Y方向的信號(hào)電壓可以使知識(shí)梳理對(duì)示波管的認(rèn)識(shí)(1)示波管主要由

(由發(fā)射電子的燈絲、加速電極組成)、__________(由一對(duì)X偏轉(zhuǎn)電極板和一對(duì)Y偏轉(zhuǎn)電極板組成)和

組成.(2)掃描電壓：XX′偏轉(zhuǎn)電極接入的是由儀器自身產(chǎn)生的鋸齒形電壓.(3)示波管工作原理：被加熱的燈絲發(fā)射出熱電子，電子經(jīng)加速電場(chǎng)加速后，以很大的速度進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，如果在Y偏轉(zhuǎn)極板上加一個(gè)

，在X偏轉(zhuǎn)極板上加一

，在熒光屏上就會(huì)出現(xiàn)按Y偏轉(zhuǎn)電壓規(guī)律變化的可視圖象.電子槍偏轉(zhuǎn)電極熒光屏信號(hào)電壓掃描電壓知識(shí)梳理對(duì)示波管的認(rèn)識(shí)電子槍偏轉(zhuǎn)電極熒光屏信號(hào)電壓掃描電壓即學(xué)即用判斷下列說法的正誤.(1)示波管電子槍的作用是產(chǎn)生高速飛行的電子束，偏轉(zhuǎn)電極的作用是使電子束發(fā)生偏轉(zhuǎn)，打在熒光屏的不同位置.(

)(2)如果在偏轉(zhuǎn)電極YY′和XX′上不加電壓電子束不偏轉(zhuǎn)，打在熒光屏中心.(

)(3)只在YY′上加恒定電壓時(shí)，電子束不偏轉(zhuǎn).(

)(4)只在XX′上加恒定電壓時(shí)，電子束沿YY′方向偏轉(zhuǎn).(

)√√××即學(xué)即用判斷下列說法的正誤.√√××2題型探究2題型探究一、帶電粒子在電場(chǎng)中的加速運(yùn)動(dòng)分析帶電粒子在電場(chǎng)中的加速運(yùn)動(dòng)，可以從動(dòng)力學(xué)和功能關(guān)系兩個(gè)角度進(jìn)行分析，其比較如下：內(nèi)容兩個(gè)角度動(dòng)力學(xué)角度功能關(guān)系角度涉及知識(shí)應(yīng)用牛頓第二定律結(jié)合勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式功的公式及動(dòng)能定理選擇條件勻強(qiáng)電場(chǎng)，靜電力是恒力可以是勻強(qiáng)電場(chǎng)，也可以是非勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)力可以是恒力，也可以是變力一、帶電粒子在電場(chǎng)中的加速運(yùn)動(dòng)內(nèi)容動(dòng)力學(xué)角度功能關(guān)系角度涉及例1

如圖4所示，在點(diǎn)電荷＋Q激發(fā)的電場(chǎng)中有A、B兩點(diǎn)，將質(zhì)子和α粒子分別從A點(diǎn)由靜止釋放到達(dá)B點(diǎn)時(shí)，它們的速度大小之比為多少？答案解析圖4例1如圖4所示，在點(diǎn)電荷＋Q激發(fā)的電場(chǎng)中有A、B兩點(diǎn)，將質(zhì)質(zhì)子和α粒子都帶正電，從A點(diǎn)釋放都將受電場(chǎng)力作用加速運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，設(shè)A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為U，由動(dòng)能定理可知，

質(zhì)子和α粒子都帶正電，從A點(diǎn)釋放都將受電場(chǎng)力作用加速運(yùn)動(dòng)到B針對(duì)訓(xùn)練1如圖5所示，P和Q為兩平行金屬板，兩極板間電壓為U，在P板附近有一電子由靜止開始向Q板運(yùn)動(dòng)，關(guān)于電子到達(dá)Q板時(shí)的速率，下列說法正確的是A.兩極板間距離越大，加速時(shí)間越長，獲得的速率就越大B.兩極板間距離越小，加速度越大，獲得的速率就越大C.與兩極板間距離無關(guān)，僅與加速電壓U有關(guān)D.以上說法都不正確圖5答案√針對(duì)訓(xùn)練1如圖5所示，P和Q為兩平行金屬板，兩極板間電壓為二、帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)1.帶電粒子垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)類似于物體的平拋運(yùn)動(dòng)，可以利用運(yùn)動(dòng)的合成與分解知識(shí)分析.規(guī)律：2.分析粒子的偏轉(zhuǎn)問題也可以利用動(dòng)能定理，即qEΔy＝ΔEk.二、帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)2.分析粒子的偏轉(zhuǎn)問題也可以利用動(dòng)3.兩個(gè)特殊推論：(1)粒子從偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中射出時(shí)，其速度方向的反向延長線與初速度方向的延長線交于一點(diǎn)，此點(diǎn)為初速度方向位移的中點(diǎn)，如圖6所示.圖63.兩個(gè)特殊推論：圖6例2一束電子流在經(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(qiáng)電場(chǎng)，如圖7所示.若兩板間距離d＝1.0cm，板長l＝5.0cm，那么，要使電子能從平行板間飛出，兩個(gè)極板上最大能加多大電壓？答案解析圖7400V例2一束電子流在經(jīng)U＝5000V的加速電壓加速后，在距在加速電壓一定時(shí)，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(shí)，兩板間的偏轉(zhuǎn)電壓即為題目要求的最大電壓.加速過程中，由動(dòng)能定理有：進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，電子在平行于板面的方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)l＝v0t

②在垂直于板面的方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在加速電壓一定時(shí)，偏轉(zhuǎn)電壓U′越大，電子在極板間的偏轉(zhuǎn)距離就即要使電子能飛出，所加電壓最大為400V.即要使電子能飛出，所加電壓最大為400V.針對(duì)訓(xùn)練2

如圖8所示，兩個(gè)板長均為L的平板電極，平行正對(duì)放置，兩極板相距為d，極板之間的電勢(shì)差為U，板間電場(chǎng)可以認(rèn)為是勻強(qiáng)電場(chǎng).一個(gè)帶電粒子(質(zhì)量為m，電荷量為＋q)從正極板邊緣以某一初速度垂直于電場(chǎng)方向射入兩極板之間，到達(dá)負(fù)極板時(shí)恰好落在極板邊緣.忽略重力和空氣阻力的影響.求：(1)極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小.答案解析圖8兩極板間的電壓為U，兩極板的距離為d，所以電場(chǎng)強(qiáng)度大小為針對(duì)訓(xùn)練2如圖8所示，兩個(gè)板長均為L的平板電極，平行正對(duì)放(2)該粒子的初速度v0的大小.答案解析帶電粒子在極板間做類平拋運(yùn)動(dòng)，在水平方向上有L＝v0t(2)該粒子的初速度v0的大小.答案解析帶電粒子在極板間做類(3)該粒子落到下極板時(shí)的末動(dòng)能Ek的大小.答案解析(3)該粒子落到下極板時(shí)的末動(dòng)能Ek的大小.答案解析達(dá)標(biāo)檢測(cè)3達(dá)標(biāo)檢測(cè)31.兩平行金屬板相距為d，電勢(shì)差為U，一電子質(zhì)量為m，電荷量