新教材魯科版必修第三冊第2章第4節(jié)　帶電粒子在電場中的運(yùn)動課件（12張）

1.微觀粒子的受力特點(diǎn):對于質(zhì)量很小的微觀粒子,如電子、質(zhì)子等,它們受到重

力的作用一般遠(yuǎn)小于靜電力,故可以忽略。2.帶電粒子的加速(1)運(yùn)動分析:帶電粒子從靜止釋放,將沿電場力方向在勻強(qiáng)電場中做勻加速運(yùn)

動。(2)末速度大小:根據(jù)eU=

mv2,得v=

。第4節(jié)帶電粒子在電場中的運(yùn)動1|

帶電粒子的加速1.示波器的核心部件是示波管:由電子槍、豎直偏轉(zhuǎn)板、水平偏轉(zhuǎn)板和熒光屏組

成,管內(nèi)抽成真空。2.當(dāng)豎直偏轉(zhuǎn)板、水平偏轉(zhuǎn)板都未加電壓時,電子束從電子槍發(fā)出后沿直線傳播,

在熒光屏上產(chǎn)生一個亮斑。如圖所示:2|

帶電粒子的偏轉(zhuǎn)4.如果水平偏轉(zhuǎn)板加電壓,豎直偏轉(zhuǎn)板不加電壓,打在熒光屏上的亮斑在水平方向

發(fā)生偏移。如圖所示:3.如果豎直偏轉(zhuǎn)板加電壓,水平偏轉(zhuǎn)板不加電壓,電子束經(jīng)過豎直偏轉(zhuǎn)板時受到豎

直方向電場力的作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn),致使打在熒光屏上的亮斑在豎直方向發(fā)生偏

移。如圖所示:5.如果水平偏轉(zhuǎn)板加電壓,豎直偏轉(zhuǎn)板也加電壓,打在熒光屏上的亮斑在豎直方向

發(fā)生偏移,也在水平方向發(fā)生偏移。亮斑的運(yùn)動就是豎直和水平兩個方向運(yùn)動的

合運(yùn)動。通常,加在豎直偏轉(zhuǎn)板上的電壓是要研究的信號電壓,它隨時間而變

化。如果信號電壓是周期性的,且與加在水平偏轉(zhuǎn)板的掃描電壓周期滿足一定的關(guān)系,在熒光屏上就會顯示出信號電壓隨時間有規(guī)律變化的圖像。如圖所示:1.帶電粒子在勻強(qiáng)電場中偏轉(zhuǎn)時,加速度不變,粒子的運(yùn)動是勻變速曲線運(yùn)動。

(√)2.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偏

轉(zhuǎn),打在熒光屏的不同位置。

(√)3.帶電粒子在非勻強(qiáng)電場中加速時,就不能應(yīng)用動能定理qU=

mv2。

(?

)由于W=qU既適用于勻強(qiáng)電場又適用于非勻強(qiáng)電場,故在非勻強(qiáng)電場中帶電粒子

的加速仍可使用qU=

mv2。

知識辨析

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、帶電荷量為q的α粒子,在電場力的作用下由靜止

開始從正極板向負(fù)極板運(yùn)動,板間距為d。1帶電粒子的加速

問題1帶電粒子在電場中受哪些力作用?重力能否忽略不計?提示

受重力和電場力;因重力遠(yuǎn)小于電場力,故可以忽略重力。

問題2粒子在電場中做何種運(yùn)動?提示

做初速度為0、加速度a=

的勻加速直線運(yùn)動。

拔高問題3粒子到達(dá)負(fù)極板時的速度為多大?提示

方法1在帶電粒子的運(yùn)動過程中,電場力對它做的功W=qU設(shè)帶電粒子到達(dá)負(fù)極板時的速率為v,其動能可以寫為Ek=

mv2由動能定理可知

mv2=qU可解得v=

方法2設(shè)粒子到達(dá)負(fù)極板時所用時間為t,則d=

at2,v=at,a=

,聯(lián)立解得v=

。1.帶電粒子的分類(1)基本粒子如電子、質(zhì)子、α粒子、離子等,除有特別說明或有明確的暗示以外,此類粒子一

般不考慮重力(但并不忽略質(zhì)量)。(2)帶電微粒如液滴、油滴、塵埃、小球等,除有說明或有明確的暗示以外,一般都不能忽略

重力。2.帶電粒子的加速(1)運(yùn)動狀態(tài)分析:帶電粒子沿平行電場線的方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場,受到的電場力與運(yùn)動方向在同一直線上,做勻加(減)速直線運(yùn)動。(只受電場力)(2)用功能觀點(diǎn)分析:粒子動能的變化量等于電場力做的功(電場可以是勻強(qiáng)電場

或非勻強(qiáng)電場)(只受電場力)。若粒子的初速度為零,則:

mv2=qU,得v=

。若粒子的初速度不為零,則:

mv2-

m

=qU,得v=

。1.運(yùn)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(qiáng)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(yùn)動。2.對帶電粒子在勻強(qiáng)電場中偏轉(zhuǎn)問題的分析(1)帶電粒子沿初速度方向做勻速直線運(yùn)動,粒子在電場中的運(yùn)動時間t=

。(2)帶電粒子沿靜電力方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動,由牛頓第二定律得

加速度a=

=

。2帶電粒子的偏轉(zhuǎn)(4)帶電粒子離開電場時沿靜電力方向的速度vy=at=