19帶電粒子在電場中的運動課件（人教版選修3-1）[1]2

1、人教版物理選修3-1 第一章 靜電場9.帶電粒子在電場中的運動帶電粒子在電場中的運動 人教版物理選修3-1 第一章 靜電場人教版物理選修3-1 第一章 靜電場一、帶電粒子的加速一、帶電粒子的加速如圖所示，質量為如圖所示，質量為m，帶正電荷，帶正電荷q的粒子，在靜電力作用下的粒子，在靜電力作用下由靜止開始從正極板向負極板運動的過程中由靜止開始從正極板向負極板運動的過程中人教版物理選修3-1 第一章 靜電場qU 人教版物理選修3-1 第一章 靜電場二、帶電粒子的偏轉二、帶電粒子的偏轉1進入電場的方式進入電場的方式：以初速度：以初速度v0垂直于電場線方向進入勻垂直于電場線方向進入勻強電場強電場2受力

2、特點受力特點：電場力大?。弘妶隽Υ笮?，且方向與初速度，且方向與初速度v0的的方向方向 3運動特點運動特點：做：做 運動，與力學中的運動，與力學中的 類似類似恒定恒定垂直垂直勻變速曲線勻變速曲線拋體運動拋體運動人教版物理選修3-1 第一章 靜電場4運動規(guī)律運動規(guī)律(如圖所示如圖所示)：人教版物理選修3-1 第一章 靜電場人教版物理選修3-1 第一章 靜電場三、示波管的原理三、示波管的原理1構造構造示波管是示波器的核心部件，外部是一個抽成真空的玻璃示波管是示波器的核心部件，外部是一個抽成真空的玻璃殼，內部主要由殼，內部主要由 (由發(fā)射電子的燈絲、加速電極組由發(fā)射電子的燈絲、加速電極組成成)、 (

3、由偏轉電極由偏轉電極XX和偏轉電極和偏轉電極YY組成組成)和和 組成，如圖所示組成，如圖所示電子槍電子槍偏轉電極偏轉電極熒光屏熒光屏人教版物理選修3-1 第一章 靜電場2原理原理燈絲被電源加熱后，發(fā)射熱電子，發(fā)射出來的電子經加速燈絲被電源加熱后，發(fā)射熱電子，發(fā)射出來的電子經加速電場加速后，以很大的速度進入偏轉電場，如在電極電場加速后，以很大的速度進入偏轉電場，如在電極YY之間加之間加一個一個 ，在，在XX偏轉電極上加一偏轉電極上加一 且掃描電壓且掃描電壓與信號電壓周期相同，在熒光屏上就會出現(xiàn)按與信號電壓周期相同，在熒光屏上就會出現(xiàn)按YY偏轉電壓規(guī)律偏轉電壓規(guī)律變化的可視圖象變化的可視圖象信號電

4、壓信號電壓掃描電壓掃描電壓人教版物理選修3-1 第一章 靜電場人教版物理選修3-1 第一章 靜電場可以從動力學和功能關系兩個角度進行分析，其比較如可以從動力學和功能關系兩個角度進行分析，其比較如下：下：人教版物理選修3-1 第一章 靜電場兩個角度兩個角度內容內容動力學角度動力學角度功能關系角度功能關系角度涉及知識涉及知識應用牛頓第二定律結應用牛頓第二定律結合勻變速直線運動公合勻變速直線運動公式式功的公式及動能定理功的公式及動能定理選擇條件選擇條件勻強電場，電場力是勻強電場，電場力是恒力恒力可以是勻強電場，也可以是勻強電場，也可以是非勻強電場，可以是非勻強電場，電場力可以是恒力，電場力可以是恒力

5、，也可以是變力也可以是變力人教版物理選修3-1 第一章 靜電場(1)對帶電粒子進行受力分析、運動特點分析、力做功情況對帶電粒子進行受力分析、運動特點分析、力做功情況分析是選擇解題規(guī)律的關鍵分析是選擇解題規(guī)律的關鍵(2)選擇解題的方法是優(yōu)先從功能關系角度考慮，應用功能選擇解題的方法是優(yōu)先從功能關系角度考慮，應用功能關系列式簡單、方便，不易出錯關系列式簡單、方便，不易出錯人教版物理選修3-1 第一章 靜電場 如圖所示，電子由靜止開始從如圖所示，電子由靜止開始從A板向板向B板運動，到達板運動，到達B板板的速度為的速度為v，保持兩板間的電壓不變，則，保持兩板間的電壓不變，則()A當減小兩板間的距離時，

6、速度當減小兩板間的距離時，速度v增大增大B當減小兩板間的距離時，速度當減小兩板間的距離時，速度v減小減小C當減小兩板間的距離時，速度當減小兩板間的距離時，速度v不變不變D當減小兩板間的距離時，電子在兩板間運動的時間變長當減小兩板間的距離時，電子在兩板間運動的時間變長人教版物理選修3-1 第一章 靜電場答案：答案：C人教版物理選修3-1 第一章 靜電場如圖所示，電荷量和質量都相如圖所示，電荷量和質量都相同的帶正電粒子以不同的初速度通過同的帶正電粒子以不同的初速度通過A、B兩板間兩板間的加速電場后飛出，不計重力的作用，則的加速電場后飛出，不計重力的作用，則()A它們通過加速電場所需的時間相等它們通

7、過加速電場所需的時間相等B它們通過加速電場過程中動能的增量相等它們通過加速電場過程中動能的增量相等C它們通過加速電場過程中速度的增量相等它們通過加速電場過程中速度的增量相等D它們通過加速電場過程中電勢能的減少量它們通過加速電場過程中電勢能的減少量相等相等人教版物理選修3-1 第一章 靜電場解析：解析：由于電量和質量相等，因此產生的加速度相等，由于電量和質量相等，因此產生的加速度相等，初速度越大的帶電粒子經過電場所用時間越短，初速度越大的帶電粒子經過電場所用時間越短，A錯誤；加速時錯誤；加速時間越短，則速度的變化量越小，間越短，則速度的變化量越小，C錯誤；由于電場力做功錯誤；由于電場力做功WqU

8、與初速度及時間無關，因此電場力對各帶電粒子做功相等，則與初速度及時間無關，因此電場力對各帶電粒子做功相等，則它們通過加速電場的過程中電勢能的減少量相等，動能增加量它們通過加速電場的過程中電勢能的減少量相等，動能增加量也相等，也相等，B、D正確正確答案：答案：BD人教版物理選修3-1 第一章 靜電場人教版物理選修3-1 第一章 靜電場人教版物理選修3-1 第一章 靜電場人教版物理選修3-1 第一章 靜電場人教版物理選修3-1 第一章 靜電場 如圖所示，一束電子從靜止開始經加速電壓如圖所示，一束電子從靜止開始經加速電壓U1加加速后，以水平速度射入水平放置的兩平行金屬板中間，金屬板速后，以水平速度射

9、入水平放置的兩平行金屬板中間，金屬板長為長為l，兩板距離為，兩板距離為d，豎直放置的熒光屏距金屬板右端為，豎直放置的熒光屏距金屬板右端為L.若在若在兩金屬板間加直流電壓兩金屬板間加直流電壓U2時，光點偏離中線，打在熒光屏上的時，光點偏離中線，打在熒光屏上的P點，求點，求OP為多少？為多少？人教版物理選修3-1 第一章 靜電場人教版物理選修3-1 第一章 靜電場人教版物理選修3-1 第一章 靜電場人教版物理選修3-1 第一章 靜電場人教版物理選修3-1 第一章 靜電場(4)確定粒子經偏轉電場后的動能確定粒子經偏轉電場后的動能(或速度或速度)的兩種方法的兩種方法思路思路1：人教版物理選修3-1 第

10、一章 靜電場如圖所示，有一質子如圖所示，有一質子(電荷量為電荷量為e)經電壓經電壓U0加速后，進入兩塊間距為加速后，進入兩塊間距為d、電壓為、電壓為U的平行金屬板間若質子的平行金屬板間若質子從兩板正中間垂直電場方向射入，且正好能穿過電場，求：從兩板正中間垂直電場方向射入，且正好能穿過電場，求：(1)金屬板金屬板AB的長度；的長度；(2)電子穿出電場時的動能電子穿出電場時的動能人教版物理選修3-1 第一章 靜電場人教版物理選修3-1 第一章 靜電場人教版物理選修3-1 第一章 靜電場6帶電粒子在電場、重力場中的運動的分析方法帶電粒子在電場、重力場中的運動的分析方法1帶電粒子的分類帶電粒子的分類(

11、1)基本粒子基本粒子如電子、質子、如電子、質子、粒子粒子He、離子等，除有說明或有明確的暗、離子等，除有說明或有明確的暗示以外，此類粒子一般不考慮重力示以外，此類粒子一般不考慮重力(但并不忽略質量但并不忽略質量)人教版物理選修3-1 第一章 靜電場(2)帶電微粒帶電微粒如液滴、油滴、塵埃、小球等，除有說明或有明確的暗示如液滴、油滴、塵埃、小球等，除有說明或有明確的暗示以外，一般都不能忽略重力以外，一般都不能忽略重力2處理帶電粒子在電場中運動問題的一般步驟：處理帶電粒子在電場中運動問題的一般步驟：(1)弄清研究對象，明確所研究的物理過程；弄清研究對象，明確所研究的物理過程；(2)分析物體在所研究

12、過程中的受力情況；分析物體在所研究過程中的受力情況；(3)分析物體的運動狀態(tài)；分析物體的運動狀態(tài)；(4)根據物體運動過程所滿足的規(guī)律列方程求解根據物體運動過程所滿足的規(guī)律列方程求解人教版物理選修3-1 第一章 靜電場 兩平行金屬板兩平行金屬板A、B水平放置，一個質量為水平放置，一個質量為m5106 kg的帶電粒子，以的帶電粒子，以v02 m/s的水平初速度從兩板間的正中央位的水平初速度從兩板間的正中央位置射入電場，如圖所示，置射入電場，如圖所示，A、B兩板間距離兩板間距離d4 cm，板長，板長l10 cm.(1)當當A、B間電壓為間電壓為UAB1 000 V時，粒子恰好不偏轉，求時，粒子恰好不

13、偏轉，求該粒子的電性和電荷量該粒子的電性和電荷量(2) 令令B板接地，欲使該粒子射出偏轉電場，求板接地，欲使該粒子射出偏轉電場，求A板所加電勢板所加電勢的范圍的范圍(g取取10 m/s2)人教版物理選修3-1 第一章 靜電場求解本題的基本思路：求解本題的基本思路： 人教版物理選修3-1 第一章 靜電場人教版物理選修3-1 第一章 靜電場人教版物理選修3-1 第一章 靜電場 教材資料分析教材資料分析思考與討論思考與討論P34上述問題中，兩塊金屬板是平行的，兩板間電場是勻強電上述問題中，兩塊金屬板是平行的，兩板間電場是勻強電場如果兩極板是其他形狀，中間的電場不再均勻，上面的結場如果兩極板是其他形狀

14、，中間的電場不再均勻，上面的結果是否仍然適用？為什么？果是否仍然適用？為什么？人教版物理選修3-1 第一章 靜電場人教版物理選修3-1 第一章 靜電場思考與討論思考與討論P361如果在電極如果在電極XX之間不加電壓之間不加電壓2如果在電極如果在電極XX之間不加電壓之間不加電壓3如果如果YY之間的電壓之間的電壓4如果如果YY之間的電壓之間的電壓人教版物理選修3-1 第一章 靜電場點撥：點撥：(1)如果僅在如果僅在YY之間加不變的電壓，使之間加不變的電壓，使Y板電勢比板電勢比Y高，電子束將受到指向高，電子束將受到指向Y板方向上的電場力，在熒光屏的正板方向上的電場力，在熒光屏的正Y軸上將出現(xiàn)一個亮斑

15、如圖軸上將出現(xiàn)一個亮斑如圖c所示，如果僅在所示，如果僅在XX之間加不變的之間加不變的電壓，使電壓，使X的電勢比的電勢比X高，在熒光屏的正高，在熒光屏的正X軸上將出現(xiàn)一個亮軸上將出現(xiàn)一個亮斑如圖斑如圖d所示所示cde人教版物理選修3-1 第一章 靜電場(2)如果僅在如果僅在YY之間加如圖之間加如圖a所示的電壓，在熒光屏上會看所示的電壓，在熒光屏上會看到到Y軸上一條豎直的亮線，如圖軸上一條豎直的亮線，如圖e所示所示(3)如果在如果在YY之間加圖之間加圖a所示的電壓，而在所示的電壓，而在XX之間加不變的之間加不變的電壓電壓(X正、正、X負負)，在熒光屏上會看到一條與，在熒光屏上會看到一條與Y軸平行的

16、豎直的亮軸平行的豎直的亮線線(在第在第、象限象限)，如圖，如圖f所示所示fg人教版物理選修3-1 第一章 靜電場(4)如果在如果在YY之間加如圖之間加如圖g所示的電壓，同時在所示的電壓，同時在XX之間加圖之間加圖b所示的電壓，按上面提示描點，作出圖象如圖所示的電壓，按上面提示描點，作出圖象如圖g所示所示人教版物理選修3-1 第一章 靜電場1.(2012北京朝陽區(qū)聯(lián)考北京朝陽區(qū)聯(lián)考)如圖所示，在某一真空中，只有如圖所示，在某一真空中，只有水平向右的勻強電場和豎直向下的重力場，在豎直平面內有初水平向右的勻強電場和豎直向下的重力場，在豎直平面內有初速度為速度為v0的帶電微粒，恰能沿圖示虛線由的帶電微

17、粒，恰能沿圖示虛線由A向向B做直線運動那做直線運動那么么()A微粒帶正、負電荷都有可能微粒帶正、負電荷都有可能B微粒做勻減速直線運動微粒做勻減速直線運動C微粒做勻速直線運動微粒做勻速直線運動 D微粒做勻加速直線運動微粒做勻加速直線運動人教版物理選修3-1 第一章 靜電場解析：解析：微粒做直線運動的條件是速度方向和合外力的方微粒做直線運動的條件是速度方向和合外力的方向在同一條直線上，只有微粒受到水平向左的電場力才能使得向在同一條直線上，只有微粒受到水平向左的電場力才能使得合力方向與速度方向相反且在同一條直線上，由此可知微粒所合力方向與速度方向相反且在同一條直線上，由此可知微粒所受的電場力的方向與

18、場強方向相反，則微粒必帶負電，且運動受的電場力的方向與場強方向相反，則微粒必帶負電，且運動過程中微粒做勻減速直線運動，故過程中微粒做勻減速直線運動，故B正確正確答案：答案：B人教版物理選修3-1 第一章 靜電場2.如圖所示，在點電荷如圖所示，在點電荷Q的電場中有的電場中有A、B兩點，將質子和兩點，將質子和粒子分別從粒子分別從A點由靜止釋放到達點由靜止釋放到達B點時，它們的速度大小之比點時，它們的速度大小之比為多少？為多少？人教版物理選修3-1 第一章 靜電場人教版物理選修3-1 第一章 靜電場3帶電粒子經加速電場加速后垂直進入兩平行金屬板間的帶電粒子經加速電場加速后垂直進入兩平行金屬板間的偏轉

19、電場，要使它離開偏轉電場時偏轉角增大，可采用的方法偏轉電場，要使它離開偏轉電場時偏轉角增大，可采用的方法有有()A增加帶電粒子的電荷量增加帶電粒子的電荷量B增加帶電粒子的質量增加帶電粒子的質量C增大加速電壓增大加速電壓D增大偏轉電壓增大偏轉電壓人教版物理選修3-1 第一章 靜電場答案：答案：D人教版物理選修3-1 第一章 靜電場4帶電粒子垂直進入勻強電場中偏轉時帶電粒子垂直進入勻強電場中偏轉時(除電場力外不計除電場力外不計其它力的作用其它力的作用)下列說法中正確的是下列說法中正確的是()A電勢能增加，動能增加電勢能增加，動能增加B電勢能減小，動能增加電勢能減小，動能增加C電勢能和動能都不變電勢能和動能都不變D上述