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文档简介

1、QJJRQJJR情景情景(qngjng)(qngjng)引入引入 火爆的电视剧让你深深的沉迷在其中,你的心情随情节而起伏,从我们物理学的角度,我想问你,你了解电视机的工作原理吗?电视机是如何工作的,在电子(dinz)技术中,示波器能简单的反映这一原理,就让我们从电子(dinz)在电场中的运动说起吧!第1页/共25页第一页,共26页。SWMB三维目标三维目标(mbio)设计设计 能够从受力和能量转换的角度分析带电粒子在电场中的运动,培养用运动分解的方法来研究问题的能力,进而了通过示波器的研究了解电视机的工作原理,渗透物理学方法的教育:运用理想化方法,突出主要因素,忽略次要因素,认识(rn shi

2、)哲学的方法美。第2页/共25页第二页,共26页。KDFXKDFX考点考点(ko din)(ko din)分析分析1 1、带电粒子在电场中的加速、带电粒子在电场中的加速(ji s)(ji s)(IIII)2 2、带电粒子在电场是匀强电场中的偏转(、带电粒子在电场是匀强电场中的偏转(IIII)3 3、示波器(、示波器(I I)第3页/共25页第三页,共26页。1 1、带电粒子,如电子,质子、带电粒子,如电子,质子(zhz)(zhz),正负离子等。这些,正负离子等。这些粒子所受重力和电场力相比粒子所受重力和电场力相比 ,除非有说明或明,除非有说明或明确的暗示以外,一般都不考虑重力。确的暗示以外,一

3、般都不考虑重力。 ( (但并不能忽略质但并不能忽略质量)。量)。2 2、带电粒子在电场中运动的两种最简单、带电粒子在电场中运动的两种最简单(jindn)(jindn)的的情况是:情况是: 和和 。 ZZYXZZYX自主自主(zzh)(zzh)研研习习一:带电粒子一:带电粒子小得多加速加速偏转偏转2 2、带电微粒,如液滴、油滴、尘埃、小球等,处理、带电微粒,如液滴、油滴、尘埃、小球等,处理问题时重力不能忽略。问题时重力不能忽略。第4页/共25页第四页,共26页。1 1、处理带电粒子在电场中的加速运动、处理带电粒子在电场中的加速运动(ji s yn dn)(ji s yn dn)的问题的方法一般是

4、的问题的方法一般是 和和 。二:带电粒子的加速二:带电粒子的加速(ji s)(ji s)和偏转和偏转牛顿第二牛顿第二(d r)定律定律动能定理动能定理2、带电粒子以初速度垂、带电粒子以初速度垂直于电场方向飞入匀强直于电场方向飞入匀强电场的问题就是一个电场的问题就是一个 的问题。粒子在的问题。粒子在与电场垂直的方向上做与电场垂直的方向上做 , 粒子在粒子在与电场平行的方向做与电场平行的方向做。类平抛运动类平抛运动匀速直线运动匀速直线运动初速为零的匀加速运动初速为零的匀加速运动第5页/共25页第五页,共26页。三、示波器的原理三、示波器的原理(yunl)1.示波器作用:是一种用来观察示波器作用:是

5、一种用来观察 随时间变化的电子随时间变化的电子(dinz)仪器。仪器。2.它的核心部件是示波管它的核心部件是示波管: 、 和和 组成,管内抽成真空。组成,管内抽成真空。3、示波管的基本原理:电子、示波管的基本原理:电子(dinz)在加速电场中被在加速电场中被 ,电子,电子(dinz)在偏转在偏转电场中被电场中被 。 电信号电信号电子枪电子枪偏转偏转(pinzhun)电极电极荧光屏荧光屏加速加速偏转偏转第6页/共25页第六页,共26页。+ +_UUE加速匀速匀速+qmV0V=?一、带电粒子的加速一、带电粒子的加速(ji s)第7页/共25页第七页,共26页。1. 带电粒子在电场带电粒子在电场(d

6、in chng)中的加速中的加速用牛顿用牛顿(ni dn)运动定运动定律分析律分析用动能定理用动能定理(dn nn dn l)分析分析00v?tvUE1(加速电压)(加速电压)YTTJYTTJ要点探究要点探究第8页/共25页第八页,共26页。qUm+_带电粒子的加速带电粒子的加速 d d1 1 、 受 力 分 析、 受 力 分 析(fnx):(fnx): 水平水平(shupng)(shupng)向右向右的电场力的电场力 F FqE=qU/dqE=qU/dF F2 2、运动、运动(yndng)(yndng)分析分析: :初速度为零,加速度初速度为零,加速度为为a=qU/md的向右的向右匀加匀加速

7、直线运动速直线运动。解法一运用运动学知识求解解法一运用运动学知识求解mqUdmdqUadv2222mqUv2解法二运用动能定理知识求解解法二运用动能定理知识求解mqUvmvqU2212粒子加速后的速度只与加速电压有关粒子加速后的速度只与加速电压有关第9页/共25页第九页,共26页。 ld+- - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + Uv0q、m二二. 带电粒子在电场带电粒子在电场(din chng)中中的偏转的偏转第10页/共25页第十页,共26页。 ld+- - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + Uv0

8、q、mF+vv0vyy偏转偏转(pinzh(pinzhun)un)角角侧移侧移二二. 带电粒子在电场带电粒子在电场(din chng)中中的偏转的偏转试根据类平抛运动的知识试根据类平抛运动的知识(zh shi),推导偏移量,推导偏移量 y和偏转角和偏转角第11页/共25页第十一页,共26页。1. 1.受力分析:粒子受力分析:粒子(lz)(lz)受到竖直受到竖直向下的静电力向下的静电力F F qE = qU/dqE = qU/d。2.2.运动规律运动规律(gul)(gul)分析分析: :作类平抛运动。作类平抛运动。x x方向:方向:匀速直线运动匀速直线运动Y Y方向:方向:加速度为加速度为 的的

9、匀匀加速直线加速直线运动运动。mdqUa v v v v0 0vy 3. x3. x方向方向(fngxi(fngxing)ng) L4. 4. y方向方向 xvyvy5 5、离开电场时的偏转角的正切:、离开电场时的偏转角的正切:tv020221vLmdqU0v0vLmdqU200mdvqULvvytan v v0 0v v+ y yvy F F- -v0Y dUY Y q L L第12页/共25页第十二页,共26页。 L LmqUv102122202242dULUvLmdqUy22201tan2qU LLUmdvdU三、三、 加速和偏转加速和偏转(pinzhun)(pinzhun)一体一体+-

10、v vv v0 0v vy y+_U1U2v v0 0-qmyO第13页/共25页第十三页,共26页。JSFX即时即时(jsh)分分析析解:由动能定理解:由动能定理(dn nn dn l),得,得meUvmveU2212代入数值代入数值(shz)得:得:v=3.0107m/s第14页/共25页第十四页,共26页。y20221vLmdqUtan200mdvqULvvy=0.36cm8 . 6第15页/共25页第十五页,共26页。1、有一束正离子,以相同的速率从同一位置进入带电、有一束正离子,以相同的速率从同一位置进入带电(di din)平行板电容器的匀强电场中,所有粒子的运平行板电容器的匀强电场

11、中,所有粒子的运动轨迹一样,说明所有离子(动轨迹一样,说明所有离子( )A、有相同的质量、有相同的质量B、有相同的电荷量、有相同的电荷量C、有相同的比荷、有相同的比荷D、属于同一元素的同位素、属于同一元素的同位素KTLXKTLX课堂练习课堂练习1 1C CdmvqUly2022第16页/共25页第十六页,共26页。 2 2、如图所示,、如图所示,MM、N N是在真空是在真空(zhnkng)(zhnkng)中竖直放中竖直放置的两块平行金属板,质量为置的两块平行金属板,质量为mm、电量为、电量为+q+q的质子,的质子,以极小的初速度由小孔进入电场,当以极小的初速度由小孔进入电场,当MM、N N间电

12、压为间电压为U U时,粒子到达时,粒子到达N N板的速度为板的速度为v v,如果要使这个带电,如果要使这个带电粒子到达粒子到达N N板的速度为板的速度为2v 2v ,则下述方法能满足要求,则下述方法能满足要求的是(的是( )A A、使、使MM、N N间电压增加为间电压增加为2U 2U B B、使、使MM、N N间电压增加为间电压增加为4U 4U C C、使、使MM、N N间电压不变,距离减半间电压不变,距离减半 D D、使、使MM、N N间电压不变,距离加倍间电压不变,距离加倍 MMN NU Ud d+mqUv2v与电压与电压(diny)平方平方根成正比根成正比BKTLXKTLX课堂练习课堂练

13、习2 2第17页/共25页第十七页,共26页。3 3、如图,电子在电势差为、如图,电子在电势差为U1U1的加速电场中由静止开的加速电场中由静止开始加速,然后射入电势差为始加速,然后射入电势差为U2U2的两块平行极板间的电的两块平行极板间的电场中,入射方向跟极板平行。整个装置处在真空中,场中,入射方向跟极板平行。整个装置处在真空中,重力重力(zhngl)(zhngl)可忽略。在满足电子能射出平行板区的可忽略。在满足电子能射出平行板区的条件下,下述四种情况中,一定能使电子的偏转角条件下,下述四种情况中,一定能使电子的偏转角 变变大的是大的是 ( )A A、U1U1变大、变大、U2U2变大变大 B

14、B、U1U1变小、变小、U2U2变大变大C C、U1U1变大、变大、U2U2变小变小 D D、U1U1变小、变小、U2U2变小变小KTLXKTLX课堂练习课堂练习3 3第18页/共25页第十八页,共26页。20121mvqU 1202qUmvdmvleU202tan析与解析与解对加速过程对加速过程(guchng)(guchng)由动能定理:由动能定理:对偏转对偏转(pinzhun)(pinzhun)过程由偏转过程由偏转(pinzhun)(pinzhun)角正切公式:角正切公式:dUlU122与粒子的电量与粒子的电量(dinling)q(dinling)q、质量质量mm无关无关dUlUy1224

15、第19页/共25页第十九页,共26页。dmvqUly2022dmvqUl20tantanyx dmvqUldmvqUl2020222lxSKTSKT思考题思考题第20页/共25页第二十页,共26页。课堂课堂(ktng)小结:小结:一、利用电场一、利用电场(din chng)使带电使带电粒子加速粒子加速二、利用二、利用(lyng)电场使带电粒电场使带电粒子偏转子偏转mqUvmvqU2212y20221vLmdqU200mdvqULvvytan三、加速与偏转一体三、加速与偏转一体mqUv102122202242dULUvLmdqUy22201tan2qU LLUmdvdU第21页/共25页第二十一页,共26页。第22页/共25页第二十二页,共26页。 同学们现代技术神秘莫测(shn m m c),但从最简单的物理现象来说,现代技术并不神秘,只要你能认真学习,你就是下一个“爱因斯坦.”第23页/共25页第二十三页,共26页。谢谢谢谢(xi xie)指导指导KHQHZY课后强化课后强化(qinghu)作业作业第24页/共25页第二十四页,共26页。谢谢您的观看(gunkn)!第25页/共25页

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