带电粒子在电场中的运动(1)

1、1.9 带电粒子在电场中的运动【教学目标教学目标】 2. 理解理解带电粒子在匀强电场中的运动规律，带电粒子在匀强电场中的运动规律，并能分析和解决并能分析和解决加速和偏转方面加速和偏转方面的问题。的问题。1 1了解带电粒子在电场中的运动了解带电粒子在电场中的运动只只受电场力，带电粒子做匀变速运动。受电场力，带电粒子做匀变速运动。同学们，你们想看电视吗？同学们，你们想看电视吗？这节课我们就来学习与电视工作有关的一个重要知识这节课我们就来学习与电视工作有关的一个重要知识【知识准备与复习知识准备与复习】2.牛顿第二定律牛顿第二定律的内容的内容是是什么？什么？3.动能定理的内容及动能定理的内容及其表达式

2、其表达式是是什么？什么？4.力（静电力）做功力（静电力）做功的的计算计算公式公式 物体物体加速度的大小加速度的大小跟它受到跟它受到的作用力（合的作用力（合力）成正比力）成正比，跟它的质，跟它的质量成反比，加速度方向量成反比，加速度方向跟作用力的方向相同。跟作用力的方向相同。mFa maF 合合外力对物体所做的总外力对物体所做的总功等于物体动能的变化。功等于物体动能的变化。22211122Wmvmv合cosLFWqUW 1.匀变速直线运动规匀变速直线运动规律的速度位移公式律的速度位移公式axvvt2202LFWF为恒力为恒力3 3、某些带电体是否考虑重力，要根据题目暗、某些带电体是否考虑重力，要

3、根据题目暗示或运动状态来判定示或运动状态来判定一、电场中的带电粒子一般可分为两类：1、带电的基本粒子：如电子，质子，粒子，正负离子等。这些粒子所受重力和电场力相比小得多，除非有说明或明确的暗示以外，一般都不考虑重力。（但并不能忽略质量）。2、带电微粒：如带电小球、液滴、尘埃等。除非有说明或明确的暗示以外，一般都考虑重力。+ +_UUE加速匀速+qm二、带电粒子的加速F 怎样求出带电离子到另一极板时的速度？+qUm+_带电粒子的加速 d1、受力分析: 水平向右的电场力F2、运动分析:解法一 运用运动学和动力学知识求解mqUdmdqUadv2222mqUv2dUqqdUqEFaxvvt2202由速

4、度位速度位移公式移公式 初速度为零，加速度为 的向右匀加速直线运动。mFa 粒子加速后的粒子加速后的速度只与加速速度只与加速电压有关电压有关+qUm+_带电粒子的加速 dF解法二运用动能定理知识求解221mvqU粒子加速后的速度粒子加速后的速度只与加速电压有关只与加速电压有关mqUv2由动能定理21222121Wmvmv 合力合力对物体所做的总功等于对物体所做的总功等于物体动能的变化。物体动能的变化。1、受力分析: 水平向右的电场力2、运动分析:解法一 运用动力学知识求解mqUdmdqUadv2222mqUv2解法二运用动能知识求解221mvqUdUqqdUqEFmqUv2axvvt2202由

5、速度位速度位移公式移公式由动能定理21222121Wmvmv 初速度为零，加速度为 的向右匀加速直线运动。mFa 前面学习过前面学习过电场电场力做功与场强是否匀力做功与场强是否匀强无关，与运动路径也无关，所以在强无关，与运动路径也无关，所以在处理电场对带电粒子的加速问题时，处理电场对带电粒子的加速问题时，一般都是一般都是利用动能定理利用动能定理进行处理。进行处理。这两种解法比较这两种解法比较练习1、如图所示P和Q为两平行金属板，板间电压为U，在P板附近有一电子由静止开始向Q板运动，关于电子到达Q板时的速率，下列说法正确的是：（ ） A、两板间距离越大，加速时间越长，获得的速率就越大 B、两板间

6、距离越小，加速度越大，获得的速率就越大 C、与两板间距离无关，仅与加速电压U有关 D、以上说法都不正确C所以例1课堂小结：一、利用电场使带电粒子加速从动力学和运动学角度分析牛顿 第二定律运动规律公式从做功和能量的角度分析用动能定理求课本课本P39页第一题页第一题知识课外延伸知识课外延伸粒子加速器粒子加速器 依据带电粒子在电场中加速运动可以获得较高的依据带电粒子在电场中加速运动可以获得较高的速度和能量，我们可以制造速度和能量，我们可以制造粒子加速器来进行科学探粒子加速器来进行科学探究和改善人类生活。究和改善人类生活。 粒子加速器的应粒子加速器的应用以及发展：用以及发展：1.拿加速后的粒子打拿加速

7、后的粒子打固定靶的用法固定靶的用法：已经已经被淘汰的显像管电视被淘汰的显像管电视机或者显示器里机或者显示器里就是这么使用被加速的电子的（电子被加速到keV量级，然后轰击屏幕上的荧光粉，产生不同亮度和颜色的光）。2. 加速后的粒子用于对撞。这种几乎都是用于科研的。加速后的粒子用于对撞。这种几乎都是用于科研的。3. 加速后的粒子用于产生同步辐射，制成自由电子激光器。加速后的粒子用于产生同步辐射，制成自由电子激光器。用用于产生的于产生的射线做核反应等方面的应用外，还广泛用于工业和医射线做核反应等方面的应用外，还广泛用于工业和医疗方面：如无损探伤、工农业辐照（辐射育种、保鲜、杀虫、疗方面：如无损探伤、工农业辐照（辐射育种、保鲜、杀虫、灭菌）、放射治疗灭菌）、放射治疗【恶性肿瘤恶性肿瘤放射治疗（简称放疗）放射治疗（简称放疗） 、CT、X光、激光光、激光】等。等。 二十世纪80年代以来，我国陆续建设了四大高能物理研究装置北京正负电子对撞机、兰州重离子加速器和合肥同步辐射装置。 随着科学技术的发展，推动了新一代中高能回旋谐振式加速器如电子同步加速器、同步回旋加速器和质子同步加速器等的建造和发展。 2000年以后，国家和地方政府合作，花