高中物理-带电粒子在电场中的运动教学课件设计

9带电粒子在电场中的运动3、某些带电体是否考虑重力，要根据题目中隐含条件或运动状态来判定。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，α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。一.带电粒子在电场中的加速用牛顿运动定律分析用动能定理分析F+qUm+_带电粒子的加速

d1、受力分析:

水平向右的电场力

F＝Eq=qU/d2、运动分析:初速度为零，加速度为a=qU/md的向右匀加速直线运动。解法一运用运动学知识求解解法二运用动能定理求解粒子加速后的速度只与加速电压有关F+qUm+_带电粒子的加速

d思考:如果两极板间不是匀强电场该用哪种方法求解？为什么？答：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！电子的质量m=0.9×10-30kg和电荷量e=-1.6×10-19C可以作为已知数据使用。

结论：由于电场力做功与场强是否匀强无关，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，优先考虑利用动能定理进行处理。AC

例2：如图所示，在P板附近有一电子由静止开始向Q板运动，则关于电子在两板间的运动情况，下列叙述正确的是：()A.两板间距越大，加速的时间越长B.两板间距离越小，加速度就越大，则电子到达Q板时的速度就越大C.电子到达Q板时的速度与板间距离无关，仅与加速电压有关D.电子的加速度和末速度都与板间距离无关

ld+--------+++++++++Uv0q、mF+vv0vyyθ偏转角侧移量二.带电粒子在电场中的偏转试根据类平抛运动的知识，推导偏移量y和偏转角θ1.受力分析：粒子受到竖直向下的静电力F＝Eq=qU/d。2.运动规律分析:粒子作类平抛运动。x方向：匀速直线运动Y方向：加速度为的匀加速直线运动。

v

v0vyθ

3.x方向

4.y方向

5、离开电场时的偏转角度的正切：

y

v0vy

Fv++++++------v0Y

dUY′

q

Ltanθ=结论：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。粒子在与垂直电场的方向上做匀速直线运动粒子在与平行电场的方向上做初速为零的匀加速运动电子的质量m=0.9×10-30kg和电荷量e=-1.6×10-19C1、质子(质量为m、电量为e)和二价氦离子(质量为4m、电量为2e)以相同的初动能垂直射入同一偏转电场中，离开电场后，它们的偏转角正切之比为

，侧移之比为

。与电量成正比与电量成正比1:21:2强化练习2、下列粒子由静止经加速电压为U的电场加速后，动能最大的是()，速度最大的是()

A、质子B、电子

C、氘核D、氦核强化练习与电量成正比与比荷平方根成正比DBe/m(质子

)e/(m/1840)(电子)e/(2m)(氘核

)2e/(4m)(氦核)

L三、加速和偏转++++++------φvv0vy+_U1U2v0-qmy

让一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子的混合物经过同一加速电场由静止开始加速，然后在同一偏转电场里偏转，在通过加速电场时获得的动能是否相同？通过偏转电场时，它们是否会分为三股？请说明理由。答案：通过加速电场时获得的动能Ek=qU,加速电压相同，二价氦离子电荷量最大，所以二价氦离子获得动能最大。粒子的偏转量由加速电场和偏转电场决定，所以三种粒子不可能分开为三股。vvyy

L++++++------φv0+-U1U2v0-qm思考题四．示波管的原理（1）示波器：用来观察电信号随时间变化的电子仪器。其核心部分是示波管（2）示波管的构造:由电子枪、偏转电极和荧光屏组成（如图）（3）原理：利用了带电粒子在电场中偏转的规律，灵敏、直观地显示出电信号随时间变化的图线产生高速飞行的电子束待显示的电压信号使电子沿Y方向偏移使电子沿x方向偏移

如果在YY’之间加如图所示的交变电压，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？XYOABCDEFABCDEFABOCt1DEFt2

课堂总结知识总结：方法总结：