魯科版高中物理選修3-1課件-第二章《帶電粒子在勻強電場中的運動》復習2 (共17張PPT)

1、帶電粒子帶電粒子在勻強電場中的運動在勻強電場中的運動3 3、某些帶電體是否考慮重力，要根據題目暗示或運、某些帶電體是否考慮重力，要根據題目暗示或運動狀態(tài)來判定動狀態(tài)來判定電場中的帶電粒子一般可分為兩類：電場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，質子，電子，質子， 粒子，正負粒子，正負離子離子等。這些粒子所受重力和電場力相比小得多，等。這些粒子所受重力和電場力相比小得多，除非有說明或明確的暗示以外，一般都不考慮重力。除非有說明或明確的暗示以外，一般都不考慮重力。（但并不能忽略質量）。（但并不能忽略質量）。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。除非有說明或明確的暗示以外，一般都考慮重力。說明或明確的暗示以外，一般都考慮重力。帶電粒子在勻強電場中帶電粒子在勻強電場中運動情況：運動情況：受到恒定的電場力受到恒定的電場力受力情況：受力情況： 做勻變速運動做勻變速運動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，在真空中有一對平行金屬板，兩有一對平行金屬板，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。它在電場力的電粒子。它在電場力的作用下，由作用下，由靜止靜止開始從開始從正極板向負極板運動，正極板向負極板運動，到達負板

3、時的速度有多到達負板時的速度有多大？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用牛頓運動定律分析用牛頓運動定律分析用動能定理分析用動能定理分析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: : 水平向右的電場力水平向右的電場力 F FEq=qU/dEq=qU/dF F2 2、運動分析、運動分析: :初速度為零向右初速度為零向右勻加勻加速直線運動速直線運動。解法一運用運動學知識求解解法一運用運動學知識求解mqUdmdqUadv2222mqUv2解法二運用能量知識求解解法二運用能量知識求解mqUvmvqU2212粒子加速后

4、的速度只與加速電壓有關粒子加速后的速度只與加速電壓有關a=F/m=qU/md 由于電場力做功與場強是否勻強無關，與運動路由于電場力做功與場強是否勻強無關，與運動路徑也無關，第二種方法徑也無關，第二種方法仍仍適用！適用！所以在處理電場對帶所以在處理電場對帶電粒子的電粒子的加速加速問題時，一般都是利用問題時，一般都是利用動能定理動能定理進行處進行處理。理。221mvqU所以所以例例1電子的電量e=-1.610-19C， 質量m=910-31kg4500V練習練習1：如圖所示，在：如圖所示，在P板附近有一電子由靜止開始板附近有一電子由靜止開始向向Q板運動，則關于電子在兩板間的運動情況，下列板運動，則

5、關于電子在兩板間的運動情況，下列敘述正確的是：敘述正確的是：( )A.兩板間距越大，加速的時間越長兩板間距越大，加速的時間越長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，則電子到達子到達Q板時的速度就越大板時的速度就越大C.電子到達電子到達Q板時的速度與板間距離無關，板時的速度與板間距離無關，僅與加速電壓有關僅與加速電壓有關D.電子的加速度和末速度都與板間距離無電子的加速度和末速度都與板間距離無關關AC +UF+vv0vyy偏轉角偏轉角側移側移二二. 帶電粒子在電場中的偏轉帶電粒子在電場中的偏轉 ld+- - - - - - - - - - - + + + + + +

6、+ + + Uv0q、m解析：解析：受力特點：受力特點：運動性質：運動性質：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 偏轉角：偏轉角：xyvvtan只受電場力，且初速度與電場力垂直只受電場力，且初速度與電場力垂直類平拋運動類平拋運動運動的合成與分解運動的合成與分解v=2022mdVqUL20mdVqUL例例2 L L三、三、 加速和偏轉一體加速和偏轉一體+-v vv v0 0v vy y+_U1U2v v0 0qmy 讓一價氫離子、一價氦離子和二價氦離子的混合物經過同一加讓一價氫離子、一價氦離

7、子和二價氦離子的混合物經過同一加速電場由靜止開始加速，然后在同一偏轉電場里偏轉，在通過加速電場由靜止開始加速，然后在同一偏轉電場里偏轉，在通過加速電場時獲得的動能是否相同？通過偏轉電場時，它們是否會分速電場時獲得的動能是否相同？通過偏轉電場時，它們是否會分為三股？請說明理由。為三股？請說明理由。思考題思考題答案：答案：通過加速電場時獲得的動能通過加速電場時獲得的動能E Ek k=qUqU, ,加速電壓相同，二價氦加速電壓相同，二價氦離子電荷量最大，所以二價氦離子獲得動能最大。粒子的偏轉量離子電荷量最大，所以二價氦離子獲得動能最大。粒子的偏轉量和偏轉角由加速電場和偏轉電場決定，所以三種粒子不可能

8、分開和偏轉角由加速電場和偏轉電場決定，所以三種粒子不可能分開為三股。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：是一種用來觀察電信號隨時間變化的電子儀器。2.它的核心部件是示波管：由電子槍、偏轉電極和熒光屏組成，管內抽成真空。3. 原理：帶電粒子在電場中的加速和偏轉原理：帶電粒子在電場中的加速和偏轉產生產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電壓信號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：課堂小結：一、利用電場使帶電粒子加速一、利用電場使帶電粒子加速二、利用電場使帶電粒子偏轉二、利用電場使帶電粒子偏轉從動力學角度分析從動力學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動類似平拋運動的分析方法的分析方法