人教版高二物理選修3 1第一章第九節(jié)：帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課件

第一章靜電場(chǎng)第九節(jié)帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)第一章靜電場(chǎng)第九節(jié)帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)情境導(dǎo)入情境導(dǎo)入問(wèn)題導(dǎo)入Q：帶電粒子在電場(chǎng)中時(shí)，會(huì)受到哪些力的作用？若帶電粒子的質(zhì)量很小，如電子、質(zhì)子等，則萬(wàn)有引力（重力）遠(yuǎn)小于電場(chǎng)力萬(wàn)有引力（重力）可忽略，粒子僅受電場(chǎng)力即可利用電場(chǎng)來(lái)改變或控制帶電粒子的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題導(dǎo)入Q：帶電粒子在電場(chǎng)中時(shí)，會(huì)受到哪些力的作用？若帶電質(zhì)疑互動(dòng)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)：帶電粒子的加速帶電粒子的偏轉(zhuǎn)直線運(yùn)動(dòng)曲線運(yùn)動(dòng)什么情況下帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做變速直線運(yùn)動(dòng)？什么情況下帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做變速曲線運(yùn)動(dòng)？帶電粒子初速度方向與電場(chǎng)力方向共線時(shí)，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做變速直線運(yùn)動(dòng)。帶電粒子初速度方向與電場(chǎng)力方向不共線時(shí)，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做變速曲線運(yùn)動(dòng)。最簡(jiǎn)單初速度方向與電場(chǎng)力方向同向初速度方向與電場(chǎng)力方向垂直質(zhì)疑互動(dòng)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)：帶電粒子的加速帶電粒子的偏轉(zhuǎn)直線運(yùn)動(dòng)質(zhì)疑互動(dòng)1.帶電粒子在電場(chǎng)中的加速在真空中有一對(duì)平行金屬板，由于接到電池組上而帶電，兩板間電勢(shì)差為U，。若一個(gè)質(zhì)量為m、帶正電荷q的粒子，在靜電力的作用下由靜止開始從正極板向負(fù)極板運(yùn)動(dòng)，計(jì)算它到達(dá)負(fù)極板時(shí)的速度。U+-E分析1：平行金屬板之間存在什么樣的電場(chǎng)？分析2：帶電粒子在該電場(chǎng)中做什么運(yùn)動(dòng)？分析3：在勻加速直線運(yùn)動(dòng)中如何求解末速度？分析1：平行金屬板之間存在勻強(qiáng)電場(chǎng)。分析2：帶電粒子在該電場(chǎng)中做勻加速直線運(yùn)動(dòng)分析3：利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律或動(dòng)能定理求解F質(zhì)疑互動(dòng)1.帶電粒子在電場(chǎng)中的加速在真空中有一質(zhì)疑互動(dòng)1.帶電粒子在電場(chǎng)中的加速在真空中有一對(duì)平行金屬板，由于接到電池組上而帶電，兩板間電勢(shì)差為U，。若一個(gè)質(zhì)量為m、帶正電荷q的粒子，在靜電力的作用下由靜止開始從正極板向負(fù)極板運(yùn)動(dòng)，計(jì)算它到達(dá)負(fù)極板時(shí)的速度。U+-E分析4：若使用運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)知識(shí)求解需哪些條件？F所需條件：帶電粒子電荷量q帶電粒子質(zhì)量m（或帶電粒子的比荷）平行金屬板兩端電壓U質(zhì)疑互動(dòng)1.帶電粒子在電場(chǎng)中的加速在真空中有一質(zhì)疑互動(dòng)1.帶電粒子在電場(chǎng)中的加速在真空中有一對(duì)平行金屬板，由于接到電池組上而帶電，兩板間電勢(shì)差為U，。若一個(gè)質(zhì)量為m、帶正電荷q的粒子，在靜電力的作用下由靜止開始從正極板向負(fù)極板運(yùn)動(dòng)，計(jì)算它到達(dá)負(fù)極板時(shí)的速度。U+-E分析5：若使用功能關(guān)系知識(shí)求解需哪些條件？F所需條件：帶電粒子電荷量q帶電粒子質(zhì)量m（或帶電粒子的比荷）平行金屬板兩端電壓U質(zhì)疑互動(dòng)1.帶電粒子在電場(chǎng)中的加速在真空中有一質(zhì)疑互動(dòng)2.帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)在真空中有一對(duì)平行金屬板，由于接到電池組上而帶電，兩板間電勢(shì)差為U，。若一個(gè)質(zhì)量為m、帶正電荷q的粒子，沿平行于板面的方向以初速度v0射入電場(chǎng)。（不計(jì)重力）U+-EFv0分析1：帶電粒子在該電場(chǎng)中做什么運(yùn)動(dòng)？分析1：帶電粒子在該電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)。分析2：為什么帶電粒子在該電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)？分析2：因?yàn)閹щ娏Ｗ拥某跛俣确较蚺c電場(chǎng)力方向垂直，且在平行金屬板中存在勻強(qiáng)電場(chǎng)，此時(shí)帶電粒子所受電場(chǎng)力為恒力。質(zhì)疑互動(dòng)2.帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)在真空中有一質(zhì)疑互動(dòng)2.帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)在真空中有一對(duì)平行金屬板，由于接到電池組上而帶電，兩板間電勢(shì)差為U，。若一個(gè)質(zhì)量為m、帶正電荷q的粒子，沿平行于板面的方向以初速度v0射入電場(chǎng)。（不計(jì)重力）U+-EFv0帶電粒子在該電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)初速度為v0

,合外力為qEαβ質(zhì)疑互動(dòng)2.帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)在真空中有一例題如圖所示兩個(gè)相同極板Y與Y’的長(zhǎng)度為l，極板間距為d，極板間電壓為U，一電子沿平行于板面的方向以初速度v0射入電場(chǎng)中。把兩板間的電場(chǎng)看做勻強(qiáng)電場(chǎng)，求電子射出電場(chǎng)時(shí)的速度v的方向。U+-EFv0解：由受力分析可知，電子在極板間僅受電場(chǎng)力電子在極板間做類平拋運(yùn)動(dòng)可得：電子在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在豎直方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)設(shè)速度方向與水平方向的夾角為θvxvyv例題如圖所示兩個(gè)相同極板Y與Y’的長(zhǎng)度為l，極板間距為d，極生成展示示波器：一種電子儀器，可以用來(lái)觀察電信號(hào)隨時(shí)間變化的情況。生成展示示波器：一種電子儀器，可以用來(lái)觀察電信號(hào)隨時(shí)間變化的生成展示示波管：示波器的核心部件。由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極、熒光屏組成，管內(nèi)抽成真空。電子槍：產(chǎn)生高速飛行的一束電子。偏轉(zhuǎn)電極：XX’、YY’。使電子發(fā)生偏轉(zhuǎn)。熒光屏：電子打在熒光屏上，產(chǎn)生一個(gè)亮斑。生成展示示波管：示波器的核心部件。例題如圖所示兩個(gè)相同極板Y與Y’的長(zhǎng)度為l，極板間距為d，極板間電壓為U，一電子沿平行于板面的方向以初速度v0射入電場(chǎng)中。把兩板間的電場(chǎng)看做勻強(qiáng)電場(chǎng)，求電子射出電場(chǎng)時(shí)沿垂直于板面方向偏移的距離y。U+-EFv0解：由受力分析可知，電子在極板間僅受電場(chǎng)力電子在極板間做類平拋運(yùn)動(dòng)可得：電子在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在豎直方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)可得：例題如圖所示兩個(gè)相同極板Y與Y’的長(zhǎng)度為l，極板間距為d，極生成展示偏轉(zhuǎn)電極YY’可以導(dǎo)致電子在豎直方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)電極XX’可以導(dǎo)致電子在水平方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)根據(jù)電子在水平方向與豎直方向的偏轉(zhuǎn)可以確定電子打在熒光屏上的位置。生成展示偏轉(zhuǎn)電極YY’可以導(dǎo)致電子在豎直方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)電極質(zhì)疑互動(dòng)偏轉(zhuǎn)電極YY’可以導(dǎo)致電子在豎直方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)電極XX’可以導(dǎo)致電子在水平方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)根據(jù)電子在水平方向與豎直方向的偏轉(zhuǎn)可以確定電子打在熒光屏上的位置。1.如果電極XX’之間不加電壓，在YY’之間加不變的電壓，使Y的電勢(shì)比Y’高，電子束運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受哪個(gè)方向的力，電子將打在熒光屏什么位置？質(zhì)疑互動(dòng)偏轉(zhuǎn)電極YY’可以導(dǎo)致電子在豎直方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)電極質(zhì)疑互動(dòng)偏轉(zhuǎn)電極YY’可以導(dǎo)致電子在豎直方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)電極XX’可以導(dǎo)致電子在水平方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)根據(jù)電子在水平方向與豎直方向的偏轉(zhuǎn)可以確定電子打在熒光屏上的位置。2.如果電極YY’之間不加電壓，在XX’之間加不變的電壓，使X的電勢(shì)比X’高，電子束運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受哪個(gè)方向的力，電子將打在熒光屏什么位置？質(zhì)疑互動(dòng)偏轉(zhuǎn)電極YY’可以導(dǎo)致電子在豎直方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)電極質(zhì)疑互動(dòng)3.如果電極XX’之間不加電壓，在YY’之間加如圖所示電壓，電子將打在熒光屏什么位置？UYtYXY’X’t1t2質(zhì)疑互動(dòng)3.如果電極XX’之間不加電壓，在YY’之間加如圖所質(zhì)疑互動(dòng)4.如果電極XX’之間加不變的電壓，在YY’之間加如圖所示電壓，電子將打在熒光屏什么位置？UYtYXY’X’t1t2質(zhì)疑互動(dòng)4.如果電極XX’之間加不變的電壓，在YY’之間加如質(zhì)疑互動(dòng)5.如果電極XX’之間加如圖所示的電壓，在YY’之間加如圖所示電壓，電子將打在熒光屏什么位置？UYtYXY’X’UXtt1t2t2t1質(zhì)疑互動(dòng)5.如果電極XX’之間加如圖所示的電壓，在YY’之間生成展示如果信號(hào)電壓是周期性的，且與掃描電壓的周期相同，即可得到待測(cè)信號(hào)在一個(gè)周期內(nèi)隨時(shí)間變化的穩(wěn)定圖像了。偏轉(zhuǎn)電極YY’上加的是待顯示的信號(hào)電壓。偏轉(zhuǎn)電極XX’通常接入的是儀器自身產(chǎn)生的鋸齒形電壓，叫做掃描電壓。不妨一起來(lái)看一個(gè)動(dòng)畫模擬！生成展示如果信號(hào)電壓是周期性的，且與掃描電壓的周期相同，即可第一章靜電場(chǎng)第九節(jié)帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)第一章靜電場(chǎng)第九節(jié)帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)情境導(dǎo)入情境導(dǎo)入問(wèn)題導(dǎo)入Q：帶電粒子在電場(chǎng)中時(shí)，會(huì)受到哪些力的作用？若帶電粒子的質(zhì)量很小，如電子、質(zhì)子等，則萬(wàn)有引力（重力）遠(yuǎn)小于電場(chǎng)力萬(wàn)有引力（重力）可忽略，粒子僅受電場(chǎng)力即可利用電場(chǎng)來(lái)改變或控制帶電粒子的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題導(dǎo)入Q：帶電粒子在電場(chǎng)中時(shí)，會(huì)受到哪些力的作用？若帶電質(zhì)疑互動(dòng)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)：帶電粒子的加速帶電粒子的偏轉(zhuǎn)直線運(yùn)動(dòng)曲線運(yùn)動(dòng)什么情況下帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做變速直線運(yùn)動(dòng)？什么情況下帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做變速曲線運(yùn)動(dòng)？帶電粒子初速度方向與電場(chǎng)力方向共線時(shí)，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做變速直線運(yùn)動(dòng)。帶電粒子初速度方向與電場(chǎng)力方向不共線時(shí)，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做變速曲線運(yùn)動(dòng)。最簡(jiǎn)單初速度方向與電場(chǎng)力方向同向初速度方向與電場(chǎng)力方向垂直質(zhì)疑互動(dòng)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)：帶電粒子的加速帶電粒子的偏轉(zhuǎn)直線運(yùn)動(dòng)質(zhì)疑互動(dòng)1.帶電粒子在電場(chǎng)中的加速在真空中有一對(duì)平行金屬板，由于接到電池組上而帶電，兩板間電勢(shì)差為U，。若一個(gè)質(zhì)量為m、帶正電荷q的粒子，在靜電力的作用下由靜止開始從正極板向負(fù)極板運(yùn)動(dòng)，計(jì)算它到達(dá)負(fù)極板時(shí)的速度。U+-E分析1：平行金屬板之間存在什么樣的電場(chǎng)？分析2：帶電粒子在該電場(chǎng)中做什么運(yùn)動(dòng)？分析3：在勻加速直線運(yùn)動(dòng)中如何求解末速度？分析1：平行金屬板之間存在勻強(qiáng)電場(chǎng)。分析2：帶電粒子在該電場(chǎng)中做勻加速直線運(yùn)動(dòng)分析3：利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律或動(dòng)能定理求解F質(zhì)疑互動(dòng)1.帶電粒子在電場(chǎng)中的加速在真空中有一質(zhì)疑互動(dòng)1.帶電粒子在電場(chǎng)中的加速在真空中有一對(duì)平行金屬板，由于接到電池組上而帶電，兩板間電勢(shì)差為U，。若一個(gè)質(zhì)量為m、帶正電荷q的粒子，在靜電力的作用下由靜止開始從正極板向負(fù)極板運(yùn)動(dòng)，計(jì)算它到達(dá)負(fù)極板時(shí)的速度。U+-E分析4：若使用運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)知識(shí)求解需哪些條件？F所需條件：帶電粒子電荷量q帶電粒子質(zhì)量m（或帶電粒子的比荷）平行金屬板兩端電壓U質(zhì)疑互動(dòng)1.帶電粒子在電場(chǎng)中的加速在真空中有一質(zhì)疑互動(dòng)1.帶電粒子在電場(chǎng)中的加速在真空中有一對(duì)平行金屬板，由于接到電池組上而帶電，兩板間電勢(shì)差為U，。若一個(gè)質(zhì)量為m、帶正電荷q的粒子，在靜電力的作用下由靜止開始從正極板向負(fù)極板運(yùn)動(dòng)，計(jì)算它到達(dá)負(fù)極板時(shí)的速度。U+-E分析5：若使用功能關(guān)系知識(shí)求解需哪些條件？F所需條件：帶電粒子電荷量q帶電粒子質(zhì)量m（或帶電粒子的比荷）平行金屬板兩端電壓U質(zhì)疑互動(dòng)1.帶電粒子在電場(chǎng)中的加速在真空中有一質(zhì)疑互動(dòng)2.帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)在真空中有一對(duì)平行金屬板，由于接到電池組上而帶電，兩板間電勢(shì)差為U，。若一個(gè)質(zhì)量為m、帶正電荷q的粒子，沿平行于板面的方向以初速度v0射入電場(chǎng)。（不計(jì)重力）U+-EFv0分析1：帶電粒子在該電場(chǎng)中做什么運(yùn)動(dòng)？分析1：帶電粒子在該電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)。分析2：為什么帶電粒子在該電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)？分析2：因?yàn)閹щ娏Ｗ拥某跛俣确较蚺c電場(chǎng)力方向垂直，且在平行金屬板中存在勻強(qiáng)電場(chǎng)，此時(shí)帶電粒子所受電場(chǎng)力為恒力。質(zhì)疑互動(dòng)2.帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)在真空中有一質(zhì)疑互動(dòng)2.帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)在真空中有一對(duì)平行金屬板，由于接到電池組上而帶電，兩板間電勢(shì)差為U，。若一個(gè)質(zhì)量為m、帶正電荷q的粒子，沿平行于板面的方向以初速度v0射入電場(chǎng)。（不計(jì)重力）U+-EFv0帶電粒子在該電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)初速度為v0

,合外力為qEαβ質(zhì)疑互動(dòng)2.帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)在真空中有一例題如圖所示兩個(gè)相同極板Y與Y’的長(zhǎng)度為l，極板間距為d，極板間電壓為U，一電子沿平行于板面的方向以初速度v0射入電場(chǎng)中。把兩板間的電場(chǎng)看做勻強(qiáng)電場(chǎng)，求電子射出電場(chǎng)時(shí)的速度v的方向。U+-EFv0解：由受力分析可知，電子在極板間僅受電場(chǎng)力電子在極板間做類平拋運(yùn)動(dòng)可得：電子在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在豎直方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)設(shè)速度方向與水平方向的夾角為θvxvyv例題如圖所示兩個(gè)相同極板Y與Y’的長(zhǎng)度為l，極板間距為d，極生成展示示波器：一種電子儀器，可以用來(lái)觀察電信號(hào)隨時(shí)間變化的情況。生成展示示波器：一種電子儀器，可以用來(lái)觀察電信號(hào)隨時(shí)間變化的生成展示示波管：示波器的核心部件。由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極、熒光屏組成，管內(nèi)抽成真空。電子槍：產(chǎn)生高速飛行的一束電子。偏轉(zhuǎn)電極：XX’、YY’。使電子發(fā)生偏轉(zhuǎn)。熒光屏：電子打在熒光屏上，產(chǎn)生一個(gè)亮斑。生成展示示波管：示波器的核心部件。例題如圖所示兩個(gè)相同極板Y與Y’的長(zhǎng)度為l，極板間距為d，極板間電壓為U，一電子沿平行于板面的方向以初速度v0射入電場(chǎng)中。把兩板間的電場(chǎng)看做勻強(qiáng)電場(chǎng)，求電子射出電場(chǎng)時(shí)沿垂直于板面方向偏移的距離y。U+-EFv0解：由受力分析可知，電子在極板間僅受電場(chǎng)力電子在極板間做類平拋運(yùn)動(dòng)可得：電子在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在豎直方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)可得：例題如圖所示兩個(gè)相同極板Y與Y’的長(zhǎng)度為l，極板間距為d，極生成展示偏轉(zhuǎn)電極YY’可以導(dǎo)致電子在豎直方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)電極XX’可以導(dǎo)致電子在水平方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)根據(jù)電子在水平方向與豎直方向的偏轉(zhuǎn)可以確定電子打在熒光屏上的位置。生成展示偏轉(zhuǎn)電極YY’可以導(dǎo)致電子在豎直方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)電極質(zhì)疑互動(dòng)偏轉(zhuǎn)電極YY’可以導(dǎo)致電子在豎直方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)電極XX’可以導(dǎo)致電子在水平方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)根據(jù)電子在水平方向與豎直方向的偏轉(zhuǎn)可以確定電子打在熒光屏上的位置。1.如果電極XX’之間不加電壓，在YY’之間加不變的電壓，使Y的電勢(shì)比Y’高，電子束運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受哪個(gè)方向的力，電子將打在熒光屏什么位置？質(zhì)疑互動(dòng)偏轉(zhuǎn)電極YY’可以導(dǎo)致電子在豎直方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)電極質(zhì)疑互動(dòng)偏轉(zhuǎn)電極YY’可以導(dǎo)致電