带电粒子在静电场中的运动专题复习ppt课件

1、高中物理选修3-1第一章静电场复习带电粒子在场中的运动带电粒子在场中的运动1一、带电粒子在电场中的加速问题一、带电粒子在电场中的加速问题2022121mvmvqU2022121cosmvmvqEsmdqUmqEaadvv22022AB B121241122121mqmqvv带电粒子的运动为变加速运动带电粒子的运动为变加速运动, ,不可能通过力和运动的关系求解不可能通过力和运动的关系求解. .但注意但注意到到W=qUW=qU这一关系式对匀强电场和非匀强电场都是适用的这一关系式对匀强电场和非匀强电场都是适用的, ,因此用能量的因此用能量的观点入手由动能定理求解此题观点入手由动能定理求解此题. .2

2、11121vmUqAB222221vmUqAB 3 PQU4二、带电粒子在匀强电场中做类平抛运动二、带电粒子在匀强电场中做类平抛运动5 根据带电粒子的轨迹求解有关问题时, 做出带电粒子的初速度和电场力矢量两个有向线段的图示是解题的出发点v0FEs61221qq3421mmmqy qmy qy 202)(21vlmdqUy 20121mvqU 1224dUlUy 与q和m无关求解物理量之比的程序设计求解物理量之比的程序设计1.1.找出所求量的表达式找出所求量的表达式;2.;2.先确定常量先确定常量;3.;3.再确再确定所求量定所求量( (因变量因变量) )与表达式中自变量的比例式与表达式中自变量

3、的比例式4.4.代入数值求解代入数值求解. .7abcdNM模型化归：带电粒子在匀强电场中做“类平抛运动”v0FES8hv020)(21vLmdeUh 2022mdveLUh先找到物理量表达式先找到物理量表达式先看常量后看变量先定性判断后定量计算先定性判断后定量计算90104 . 12VUAB学会用能量的观点处理带电粒子在电场中的运动问题；曲线运动的基本解法就是运动的合成和分解。vAAB1500vBvAvy600ABvv2222121ABABmvmveU10abcxyOtvx0221tmqEy cbaxxxcbayyycbatttcbavvvpqEtcbaIII11涉及到动能的变化,应考虑用动

4、能定理解题KkEEqEy 21201)(21vLay KkEEqEy42202)2(21vLay 214yy kkEE417 模型化归：带电粒子在匀强电场中做“类平抛运动”12三、带电粒子在电场中的加速偏转综合问题三、带电粒子在电场中的加速偏转综合问题222001tan2yvqU LU LvmdvU d222201124qUU LLymdvU d带电粒子离开电场时的偏转角和偏移量均与带电粒子的质量和带电粒子离开电场时的偏转角和偏移量均与带电粒子的质量和电量无关电量无关. .只要电性相同的带电粒子只要电性相同的带电粒子, ,在电场中留下的轨迹相同在电场中留下的轨迹相同, ,所以无法将电性相同的粒

5、子分开所以无法将电性相同的粒子分开. .13dv0ULVVULdU400500005. 001. 02222122220121mveU 202212vLmdeUd瞬时速度是联系两个过程的桥梁。14U1U2PO212UU 20121mvqU 20222221mdvxqUatydUxUy1224电学搭台，力学唱戏。15U1U2e20121mvqU 2020tanmdvLqUvvydULU122tan平抛运动不是分解速度，就是分解位移。16U0dAB20021mveU 2212tmdeUdtvl0dUUl02)2(200UUeUeeUEK提升物理思想：整个过程运用动能定理解题17221tmeEy t

6、vd0421200qEdmvEk2022121mvmvqEd2022121mvmvqEy带电粒子在第一种情况下做匀加速直线运动，在第二种情况下做类平抛运动两种情带电粒子在第一种情况下做匀加速直线运动，在第二种情况下做类平抛运动两种情况下带电粒子的初末动能均相同，根据动能定理说明电场力做的功相等，而电场力大况下带电粒子的初末动能均相同，根据动能定理说明电场力做的功相等，而电场力大小相等，说明沿电场力方向的位移相等，由此第二种情况下，带电粒子的匀速运动分小相等，说明沿电场力方向的位移相等，由此第二种情况下，带电粒子的匀速运动分运动的位移和初速度为零的匀加速运动的分运动的位移大小相等均为两板间的距离

7、运动的位移和初速度为零的匀加速运动的分运动的位移大小相等均为两板间的距离d.d.18四、四、 带电粒子在匀强电场中的带电粒子在匀强电场中的“类斜抛运动类斜抛运动”19v0ABCD 0kkEEydUq曲线运动的基本解法是运动的合成和分解，辅助解法是功和曲线运动的基本解法是运动的合成和分解，辅助解法是功和能的观点常用动能定理。能的观点常用动能定理。20五、带电粒子在交变电场中的直线运动五、带电粒子在交变电场中的直线运动21tT2TOU-UudABe物体的运动性质由初速度和合外力两个因素共同决定不要做亚里士多德物体的运动性质由初速度和合外力两个因素共同决定不要做亚里士多德的追随者。的追随者。22tT

8、2TOU-Uutvo23t/sT2TO2.5-2.5u/VAB29/100 . 4smmdqUadmTmdqUs05. 0)2(212smkgTmamvp/100 . 421924t/sT2TO2.5-2.5u/V做出带电粒子运动的速度时间图像可以清楚地看到带电做出带电粒子运动的速度时间图像可以清楚地看到带电粒子一直向粒子一直向A A板运动且每半个周期运动的位移相等板运动且每半个周期运动的位移相等。tvo作图法解物理题25uOU-UtAB2)2)(21TmdqUd 122qUdfmfT1取t=T/2正离子运动的位移L为板长临界状态考虑。此时电场力做功为qU。若dL,则两板间场强变大，电场力变大

9、，加速度变大，正离子运动时间tL,则两板间场强变小，电场力变小，加速度变小，正离子运动时间tT/2，半个周期正离子不会到达B板，半个周期内电场力做功小于qU（加速电压小于U）,此后电场力做负功整个过程电场力做功一定小于qU。26TtuOU- UAB10tvL fnnTt11Lnvf01正离子在垂直于两板方向做机械振动这样周期性运动。Lnvf20227六、带电粒子在复合场中的运动六、带电粒子在复合场中的运动 有时需要结合直线运动和曲线运动的条件进行分析。28ABE0vmgNqEfsincosmgNqEcossinmgqENcossinsincosmgqEmgqE模型化归:四个不在一条直线上的共点

10、力的平衡问题，基本解法是正交分解。29OOabp omgdUqcoscosmgdUqmgqU/d物体的运动性质由初速度和合外力两个因素共同决定30qU/dABCDv0mgFcosdUqmg 22cosdLLqLdLmgdU22根据物体做直线运动的条件进行分析准确规范认真作图是物理学习的基本功。力学搭台，电学唱戏。31CUmgdq40107 . 830tan20210mvFs030tandUqmg mgF2mgvs5 . 24203000vmgFqE300模型化归：小球做“类竖直上抛运动”。受力分析和运动分析是解“力学题”的生命线。32h02UqmghqmghU2提升物理思想：整个过程运用动能定

11、理解题33AEV0h20210)(mvxqEfmg)(220qEfmgmvx20210mvfsqEhmghfmvhqEmgs2)(22034EOX0m -qx200210mvfsqExfmvqExs22200提升物理思想：整个过程运用动能定理解题35mgdUqtvL0CUmgdq8100 . 12max)(212tgmdeUdABv0模型化归：过程一，小球做“匀速直线运动”；过程二，小球做“类平抛运动”，用等效重力的思想把重力和电场力看成等效重力。362min)(212tmdeUgdVLdvgqmdU200)(220maxVgLdvqmdU1800)(220max1、.全面地、变化地分析问题；2、矛盾的主要方面决定事物是性质。37EVABVgtv0tvd2EdU gvt0gEvU22曲线运动的基本解法是运动的合成和分解。将曲线运动分解为两个互相正交的简单的直线运动。38E模型化归： “竖直方向上的弹簧振子”电场力和弹簧力的合力提供回复力39BACO02LvmTCC221)cos1 (BmvmgLLvmTBB2)cos1 (2 mgTB模型化归： “变速圆周运动”，基本解法是状态方程加过程方程。受力分析时，除了力学的三种力，加上电场力4060AOBmgLQqkmgT221kqmgLQ22021)60cos1 (mvmgLLvmLQqkmgT222