带电粒子在匀强电场中的运动新

1、1、处理力学问题的两个基本观点处理力学问题的两个基本观点？ 2、动能定理的表达式动能定理的表达式？ 3、处理平抛运动问题最基本的方法？、处理平抛运动问题最基本的方法？ 复习提问： 动力学的观点? （牛顿第二定律与运动学公式）? 能的观点? （功能关系? ） W合外力=Ek= Ek2 Ek1 分解，可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直向上的匀加速运动。 电场中的带电粒子一般可分为两类： 1、带电的微观粒子：如电子，质子，粒子，正负离子等。这些粒子所受重力远小于电场力，一般都不考虑重力。（但并不能忽略质量） 2、带电实物微粒：如带电小球、液滴、尘埃等。一般都考虑重力，除有说明或暗示外 , 。 总结

2、：宏观实物粒子远大于微观粒子，再小的尘埃也比大分子大 带电粒子在电场中受到静电力的作用，因此要产生加速度，速度的大小和方向都可能发生变化。在现代科学实验和技术设备中，常常利用电场来控制或改变带电粒子的运动。利用电场使带电粒子加速、利用电场使带电粒子偏转，就是两种最基本的情况。 具体应用有哪些呢 ?本节课我们来研究这个问题以匀强电场为例。 一、带电粒子的加速一、带电粒子的加速 在真空中有一对平行金属板，由于接到电池组上而带电，两板间的电势差为U。若一个质量为 m 、带正电荷 q 的粒子，在静电力的作用下由静止开始从正极板向负极板运动，计算它到达负极板时的速度。 U 解法一解法一 运用运动学知识求

3、解运用运动学知识求解 adv22?mqUv2?mdqUmFa?解法二 运用能量知识求解 221mvqU ?mqUv2?思考与讨论思考与讨论 1、上述问题中，两块金属板是平行的，两板间的电场是匀强电场。如果两极板是其他形状，中间的电场不再均匀，上面的结果是否依然使用？为什么？ 由于电场力做功与场强是否匀强无关，与运动路径也无关，第二种方法仍适用！ 2、若粒子的初速度不为零，上述方法是否可行？可行，只不过公式应为 qUmvmv?2202121思考与讨论思考与讨论 思考与讨论思考与讨论 3、如果加反向电压，正电荷有初速度呢？ v 作减速，课本39问题与练习页2题 Y U L + + + + + +

4、- - - - - - d v0 Y 二、带电粒子的偏转二、带电粒子的偏转 如图，两个极板Y与Y的长度为l，相距d，极板间的电压U，一个电子沿平行于板面的方向射入电场，初速v0。把两极板间的电场看做匀强电场，电子质量m，电量e。 （1）带电粒子在电场中运动的时问 t。 （2）粒子运动的加速度 a。 （3）粒子在射出电场时竖直方向上的偏转距离 y。 （4）粒子在离开电场时竖直方向的分速度 vy。 （5）粒子在离开电场时的速度大小 v合。 （6）粒子在离开电场时的偏转角度 。 Y U L + + + + + + - - - - - - d v0 Y 2、受力分析： 电子受到竖直上的电场力 FEe=

5、 eU/d ，不受重力 1、电场分析 方向向下、大小E=U/d 3、运动分析: 电子斜向上作类平抛运动。 分析与讨论分析与讨论 V F 分解，可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直向上的匀加速运动。 ?Y U L + + + + + + - - - - - - d v0 Y 二、带电粒子的偏转二、带电粒子的偏转 如图，两个极板Y与Y的长度为l，相距d，极板间的电压U，一个电子沿平行于板面的方向射入电场，初速v0。把两极板间的电场看做匀强电场，电子质量m，电量e。 （1）带电粒子在电场中运动的时问 t。 （2）粒子运动的加速度 a。 （3）粒子在射出电场时竖直方向上的偏转距离 y。 （4）粒子在离

6、开电场时竖直方向的分速度 vy。 （5）粒子在离开电场时的速度大小 v合。 （6）粒子在离开电场时的偏转角度 。 解:电子进入偏转电场后,在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动. 加速度 mdeUmFa?所以偏移距离 所以偏移角度 dmveUlaty20222121?2000tanmdveUlvatvvy?水平方向做匀速直线运动 00vlttvl?可求得由Y U L + + + + + + - - - - - - d v0 Y V F 粒子在与电场平行的方向上做初速为零的匀加速运动 带电粒子初速度垂直于电场方向飞入匀强电场的问题就是一个类平抛的问题 粒子在与电场垂直的方向上做匀速直线运动 小结

7、小结 知识梳理知识梳理 三个分析：电场分析、受力分析、运动分析 两个基本观点：动力学观点、能量的观点 一个基本方法：分解和合成 实验录像：用阴极射线管演示带电粒子在电场中的偏转 、构造 电子枪 偏转电极 - + 荧光屏 Y Y X X Y Y X X （1）电子枪：发射并加速电子 （2）偏转电极：YY使电子束竖直偏转；XX使电子束水平偏转 （3）荧光屏：电子束打到荧光屏上能使该处的荧光物质发光。 三、示波管的原理 2、原理、原理 （）的作用：被电子枪加速后在的电场中做匀变速曲线运动，出电场后做匀速直线运动打到荧光屏上，出现亮斑，可推得在竖直方向偏移： UlLdmvqlyyy)2(2021?如果

8、在XX 之间不加电压,而在YY之间所加的电压按图所示的规律随时间变化，在荧光屏会看到什么图形？ Y Y X y随信号电压同步变化，但由于视觉暂留和荧光物质的残光随信号电压同步变化，但由于视觉暂留和荧光物质的残光特性，只能看到一条特性，只能看到一条竖直的亮线 X 示波器图象 UX t 扫描电压 （）的作用：同理可得亮斑在水平方向偏移随加在上的电压而变化，若所加的电压为特定的周期性变化电压则亮斑在水平方向来回运动扫描，如果扫描电压变化很快，亮斑看起来为一条水平的亮线 示波器图象 Y Y X X 如果在如果在YY 之间加如图所示的之间加如图所示的 交变电压交变电压，同时，同时在XX之间加 锯齿形扫描电压，在荧光屏上会看到什么图形？看到什么图形？ X Y O A B C D E F A B C D E F A B O C t1 D E F t2 如果信号电压是周期性的，并且扫描电压与信号电如果信号电压是周期性的，并且扫描电压与信号电压的周期相同，就可以在荧光屏上得到待测信号在压的周期相同，就可以在荧光屏上得到待测信号在一个周期内随时间变化的稳定图象一个周期内随时间变化的稳定图象 X Y Y X UX t 示波器图象 课堂小结：课堂小结