魯科版高中物理選修3-1課件-第二章《帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》復(fù)習(xí)2 (共17張PPT)

1、帶電粒子帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)3 3、某些帶電體是否考慮重力，要根據(jù)題目暗示或運(yùn)、某些帶電體是否考慮重力，要根據(jù)題目暗示或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來(lái)判定動(dòng)狀態(tài)來(lái)判定電場(chǎng)中的帶電粒子一般可分為兩類：電場(chǎng)中的帶電粒子一般可分為兩類：1 1、帶電的、帶電的基本粒子基本粒子：如：如電子，質(zhì)子，電子，質(zhì)子， 粒子，正負(fù)粒子，正負(fù)離子離子等。這些粒子所受重力和電場(chǎng)力相比小得多，等。這些粒子所受重力和電場(chǎng)力相比小得多，除非有說(shuō)明或明確的暗示以外，一般都不考慮重力。除非有說(shuō)明或明確的暗示以外，一般都不考慮重力。（但并不能忽略質(zhì)量）。（但并不能忽略質(zhì)量）。2 2、帶電、帶電微粒微粒：如：如帶電小球、液滴、

2、塵埃帶電小球、液滴、塵埃等。除非有等。除非有說(shuō)明或明確的暗示以外，一般都考慮重力。說(shuō)明或明確的暗示以外，一般都考慮重力。帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)情況：運(yùn)動(dòng)情況：受到恒定的電場(chǎng)力受到恒定的電場(chǎng)力受力情況：受力情況： 做勻變速運(yùn)動(dòng)做勻變速運(yùn)動(dòng)F=EqF=ma一、帶電粒子的加速一、帶電粒子的加速 如圖所示，在真空中如圖所示，在真空中有一對(duì)平行金屬板，兩有一對(duì)平行金屬板，兩板間加以電壓板間加以電壓U U。兩板。兩板間有一帶正電荷間有一帶正電荷q q的帶的帶電粒子。它在電場(chǎng)力的電粒子。它在電場(chǎng)力的作用下，由作用下，由靜止靜止開(kāi)始從開(kāi)始從正極板向負(fù)極板運(yùn)動(dòng)，正極板向負(fù)極板運(yùn)動(dòng)，到達(dá)負(fù)板

3、時(shí)的速度有多到達(dá)負(fù)板時(shí)的速度有多大？大？( (不考慮粒子的重不考慮粒子的重力力）qUm+_帶電粒子的帶電粒子的加速加速 d d用牛頓運(yùn)動(dòng)定律分析用牛頓運(yùn)動(dòng)定律分析用動(dòng)能定理分析用動(dòng)能定理分析qUm+_帶電粒子的加速帶電粒子的加速 d d1 1、受力分析、受力分析: : 水平向右的電場(chǎng)力水平向右的電場(chǎng)力 F FEq=qU/dEq=qU/dF F2 2、運(yùn)動(dòng)分析、運(yùn)動(dòng)分析: :初速度為零向右初速度為零向右勻加勻加速直線運(yùn)動(dòng)速直線運(yùn)動(dòng)。解法一運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)求解解法一運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)求解mqUdmdqUadv2222mqUv2解法二運(yùn)用能量知識(shí)求解解法二運(yùn)用能量知識(shí)求解mqUvmvqU2212粒子加速后

4、的速度只與加速電壓有關(guān)粒子加速后的速度只與加速電壓有關(guān)a=F/m=qU/md 由于電場(chǎng)力做功與場(chǎng)強(qiáng)是否勻強(qiáng)無(wú)關(guān)，與運(yùn)動(dòng)路由于電場(chǎng)力做功與場(chǎng)強(qiáng)是否勻強(qiáng)無(wú)關(guān)，與運(yùn)動(dòng)路徑也無(wú)關(guān)，第二種方法徑也無(wú)關(guān)，第二種方法仍仍適用！適用！所以在處理電場(chǎng)對(duì)帶所以在處理電場(chǎng)對(duì)帶電粒子的電粒子的加速加速問(wèn)題時(shí)，一般都是利用問(wèn)題時(shí)，一般都是利用動(dòng)能定理動(dòng)能定理進(jìn)行處進(jìn)行處理。理。221mvqU所以所以例例1電子的電量e=-1.610-19C， 質(zhì)量m=910-31kg4500V練習(xí)練習(xí)1：如圖所示，在：如圖所示，在P板附近有一電子由靜止開(kāi)始板附近有一電子由靜止開(kāi)始向向Q板運(yùn)動(dòng)，則關(guān)于電子在兩板間的運(yùn)動(dòng)情況，下列板運(yùn)動(dòng)，則

5、關(guān)于電子在兩板間的運(yùn)動(dòng)情況，下列敘述正確的是：敘述正確的是：( )A.兩板間距越大，加速的時(shí)間越長(zhǎng)兩板間距越大，加速的時(shí)間越長(zhǎng)B.兩板間距離越小，加速度就越大，則電兩板間距離越小，加速度就越大，則電子到達(dá)子到達(dá)Q板時(shí)的速度就越大板時(shí)的速度就越大C.電子到達(dá)電子到達(dá)Q板時(shí)的速度與板間距離無(wú)關(guān)，板時(shí)的速度與板間距離無(wú)關(guān)，僅與加速電壓有關(guān)僅與加速電壓有關(guān)D.電子的加速度和末速度都與板間距離無(wú)電子的加速度和末速度都與板間距離無(wú)關(guān)關(guān)AC +UF+vv0vyy偏轉(zhuǎn)角偏轉(zhuǎn)角側(cè)移側(cè)移二二. 帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn) ld+- - - - - - - - - - - + + + + + +

6、+ + + Uv0q、m解析：解析：受力特點(diǎn)：受力特點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)性質(zhì)：運(yùn)動(dòng)性質(zhì)：處理方法：處理方法：沿初速方向沿初速方向 00vvtvLx與初速垂直方向與初速垂直方向mdqUaatvatyy/212速度：速度：220yvv 偏轉(zhuǎn)角：偏轉(zhuǎn)角：xyvvtan只受電場(chǎng)力，且初速度與電場(chǎng)力垂直只受電場(chǎng)力，且初速度與電場(chǎng)力垂直類平拋運(yùn)動(dòng)類平拋運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的合成與分解運(yùn)動(dòng)的合成與分解v=2022mdVqUL20mdVqUL例例2 L L三、三、 加速和偏轉(zhuǎn)一體加速和偏轉(zhuǎn)一體+-v vv v0 0v vy y+_U1U2v v0 0qmy 讓一價(jià)氫離子、一價(jià)氦離子和二價(jià)氦離子的混合物經(jīng)過(guò)同一加讓一價(jià)氫離子、一價(jià)氦離

7、子和二價(jià)氦離子的混合物經(jīng)過(guò)同一加速電場(chǎng)由靜止開(kāi)始加速，然后在同一偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)里偏轉(zhuǎn)，在通過(guò)加速電場(chǎng)由靜止開(kāi)始加速，然后在同一偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)里偏轉(zhuǎn)，在通過(guò)加速電場(chǎng)時(shí)獲得的動(dòng)能是否相同？通過(guò)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)，它們是否會(huì)分速電場(chǎng)時(shí)獲得的動(dòng)能是否相同？通過(guò)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)，它們是否會(huì)分為三股？請(qǐng)說(shuō)明理由。為三股？請(qǐng)說(shuō)明理由。思考題思考題答案：答案：通過(guò)加速電場(chǎng)時(shí)獲得的動(dòng)能通過(guò)加速電場(chǎng)時(shí)獲得的動(dòng)能E Ek k=qUqU, ,加速電壓相同，二價(jià)氦加速電壓相同，二價(jià)氦離子電荷量最大，所以二價(jià)氦離子獲得動(dòng)能最大。粒子的偏轉(zhuǎn)量離子電荷量最大，所以二價(jià)氦離子獲得動(dòng)能最大。粒子的偏轉(zhuǎn)量和偏轉(zhuǎn)角由加速電場(chǎng)和偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)決定，所以三種粒子不可能

8、分開(kāi)和偏轉(zhuǎn)角由加速電場(chǎng)和偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)決定，所以三種粒子不可能分開(kāi)為三股。為三股。1222022242121dULUvLmdqUatyv vv vy yy L L+- -v v0 0+-U1U2v v0 0-qm122020tandULUmdvLqUvatvvxy20121mvqU四四、示波器的原理、示波器的原理1.示波器作用：是一種用來(lái)觀察電信號(hào)隨時(shí)間變化的電子儀器。2.它的核心部件是示波管：由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成，管內(nèi)抽成真空。3. 原理：帶電粒子在電場(chǎng)中的加速和偏轉(zhuǎn)原理：帶電粒子在電場(chǎng)中的加速和偏轉(zhuǎn)產(chǎn)生產(chǎn)生高速高速飛飛行的行的電子束電子束待顯示待顯示的的電壓信號(hào)電壓信號(hào)鋸齒形鋸齒形掃掃描電壓描電壓使電子沿使電子沿Y Y方向方向偏移偏移使電子沿使電子沿x x方向方向偏移偏移課堂小結(jié)：課堂小結(jié)：一、利用電場(chǎng)使帶電粒子加速一、利用電場(chǎng)使帶電粒子加速二、利用電場(chǎng)使帶電粒子偏轉(zhuǎn)二、利用電場(chǎng)使帶電粒子偏轉(zhuǎn)從動(dòng)力學(xué)角度分析從動(dòng)力學(xué)角度分析從做功和能量的角度分析從做功和能量的角度分析類似平拋運(yùn)動(dòng)類似平拋運(yùn)動(dòng)的分析方法的分析方法