高三物理《带电粒子在电场中的运动.ppt

,一、带电粒子在电场中的直线运动,(1)运动状态的分析: 带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场, 受到的电场力与运动方向在同一直线上, 做匀加(减)速直线运动.,(2)用功能观点分析: 电场力对带电粒子做的功等于带电粒子动能的增量. 即: 说明: 此式既适用于匀强电场, 也适用于非匀强电场. 对匀强电场, 也可直接应用运动学和动力学公式.,1. 电场力:,2. 加速度:,3. 末速度:,4. 运行时间:,1. 电场力:,2. 加速度:,3. 末速度:,4. 运行时间:,如果是非匀强电场,上述结论还成立吗?,4. 如图633所示，在A板附近有 一电子由静止开始向B板运动，则关 于电子到达B板时的速率，下列解释 正确的是 ( ) A两板间距越大，运动时间就 越长，则获得的速率越大 B两板间距越小，加速度就越大，则获得的速率越大 C与两板间的距离无关，仅与加速电压U有关 D以上解释都不正确,试身手 夯基础,4. 如图633所示，在A板附近有 一电子由静止开始向B板运动，则关 于电子到达B板时的速率，下列解释 正确的是 ( ) A两板间距越大，运动时间就 越长，则获得的速率越大 B两板间距越小，加速度就越大，则获得的速率越大 C与两板间的距离无关，仅与加速电压U有关 D以上解释都不正确,C,试身手 夯基础,两类研究对象: 1)基本粒子, 如电子、质子、离子、粒子等, 除有特殊说明或有明确暗示外, 其重力一般可忽略, 但不能忽略质量. 2)宏观带电物体, 如小球、液滴、油滴、尘埃、质点等除有特殊说明或有明确暗示外, 其重力一般不能忽略.,补充1. 如图, 水平放 置的A、B两平行板 相距h, 上板A带正电. 现有质量为m、电荷量为+q的小球在B板下方距离为H处, 以初速度v0竖直向上从B板小孔进入板间电场, 欲使小球刚好打到A板, A、B间电势差UAB应为多大?,补充1. 如图, 水平放 置的A、B两平行板 相距h, 上板A带正电. 现有质量为m、电荷量为+q的小球在B板下方距离为H处, 以初速度v0竖直向上从B板小孔进入板间电场, 欲使小球刚好打到A板, A、B间电势差UAB应为多大?,【延伸思考】,将题中图转180, 变为图所示, 结果为多少?,【延伸思考】,将题中图转180, 变为图所示, 结果为多少?,如图所示，A、B为平行金属板，两板相距为d，分别与 电源两极相连，两板的中央各有一小孔M和N.今有一带 电质点，自A板上方相距为d的P点由静 止自由下落(P、M、N在同一竖直线上)， 空气阻力忽略不计，到达 N孔时速度恰好为零，然后 沿原路返回若保持两极 板间的电压不变，则( ) A.把A板向上平移一小段距离， 质点自P点自由下落后仍能返回 B.把A板向下平移一小段距离，质点自P 点自由下落后将穿过N孔继续下落 C.把B板向上平移一小段距离，质点自P点自由下落后仍 能返回 D.把B板向下平移一小段距离，质点自P点自由下落后将 穿过N孔继续下落,二、带电粒子在电场中的偏转,(1)运动状态分析: 不计重力的带电粒子以速度v0垂直于电场线方向飞入匀强电场时, 受到恒定的与初速度方向成90角电场力作用而做匀变速曲线运动. (2)粒子偏转问题分析: 可用类平抛运动的方法来分析处理.,则: 侧移量 偏转角,设粒子带电荷量为q, 质量为m, 两平行金属板间的电压为U, 板长为L, 板间距离为d.,(U偏、U加分别表示加速电场电压和偏转电场电压.),5如图634所示，质子( H) 和粒子( He)以相同的初动 能垂直射入偏转电场(粒子不 计重力)，则这两个粒子射出 电场时的侧位移y之比为( ) A11 B12 C21 D14,1 1,4 2,5如图634所示，质子( H) 和粒子( He)以相同的初动 能垂直射入偏转电场(粒子不 计重力)，则这两个粒子射出 电场时的侧位移y之比为( ) A11 B12 C21 D14,1 1,4 2,B,6现代科学实验中常用的 一种电子仪器叫示波器， 它的核心部件是示波管， 其工作原理如图635 所示，电荷量大小为e的 电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始运动，然后射入电势差为U2的两块平行极板间的偏转电场中，入射方向跟极板平行，偏转电场的极板间距离为d，板长为L，整个,装置处在真空中，电子重力可忽略，电子能射出平行板区偏转电场中，若单位偏转电压引起的偏移距离叫示波管的灵敏度，请通过计算说明提高示波管的灵敏度的办法,答案：增大L，减小U1，减小d,1. 出射速度的反向延长线与入射速度线的交点O正好是AB的中点.,推 论:,2. 不同粒子静止开始经同一电场加速, 再经同一电场偏转, 路径相同.,考点二 带电粒子在电场中的运动问题分析,例2 (2011青岛模拟)如图 639所示，真空中水平放 置的两个相同极板Y和Y长 为L，相距d，足够大的竖直 屏与两板右侧相距b.在两板间加上可调偏转电压U，一束质量为m、带电量为q的粒子(不计重力)从两板左侧中点A以初速度v0沿水平方向射入电场且能穿出,考点二 带电粒子在电场中的运动问题分析,典例启迪,(1)证明粒子飞出电场后的速度方向的反向延长线交于两板间的中心O点； (2)求两板间所加偏转电压U的范围； (3)求粒子可能到达屏上区域的长度,解析 (1)设粒子在运动过程中的加速度大小为a，离开偏转电场时偏转距离为y，沿电场方向的速度为vy，偏转角为，其反向延长线通过O点，O点与板右端的水平距离为x，则有,粒子打在屏上的位置离屏中心的距离y可有以下三种方法计算：,归纳领悟,4如图6310所示，一价氢离 子( H)和二价氦离子( He)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同时到达屏上同一点 B先后到达屏上同一点 C同时到达屏上不同点 D先后到达屏上不同点,11,24,题组突破,4如图6310所示，一价氢离 子( H)和二价氦离子( He)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同时到达屏上同一点 B先后到达屏上同一点： C同时到达屏上不同点 D先后到达屏上不同点,11,24,B,题组突破,5(2011黄冈模拟)如图6311 所示，带正电的粒子以一定的初 速度v0沿两板的中线进入水平放 置的平行金属板内，恰好沿下板 的边缘飞出，已知板长为L，板间距离为d，板间电压为U，带电粒子的电荷量为q，粒子通过平行金属板的时间为t(不计粒子的重力)，则 ( ),答案：BD,三、示波管的原理,三、示波管的原理,6如图6312所示为一真空示波管的示意图，电子从灯丝K发出(初速度可忽略不计)，经灯丝与A板间的电压U1加速，从A板中心孔沿中心线KO射出，然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中(偏转电场可视为匀强电场)，电子进入M、N间电场时的速度与电场方向垂