2022-2023年魯科版(2019)新教材高中物理必修3 第2章電勢能與電勢差第4節(jié)帶電粒子在電場中的運(yùn)動課件

帶電粒子在電場中的運(yùn)動★研究帶電粒子運(yùn)動的主要工具：電場力加速度電場力的功動能定理F=qEa=F/mW=qU電場中的帶電粒子一般可分為兩類：1、基本粒子：如電子，質(zhì)子，α粒子，正負(fù)離子等。這些粒子所受重力和電場力相比小得多，一般都不考慮重力。（但并不能忽略質(zhì)量）2、帶電微粒：如帶電小球、液滴、塵埃等。除有說明或明確暗示外,一般都考慮重力。粒子的運(yùn)動像重力場中的什么運(yùn)動？E+q不計(jì)粒子重力F=qEV0=0自由落體，你答對了粒子的運(yùn)動像重力場中的什么運(yùn)動？V0F=qE不計(jì)粒子重力-q上拋運(yùn)動，你答對了E粒子的運(yùn)動象重力場中的什么運(yùn)動？EF=qE+qV0不計(jì)粒子重力平拋運(yùn)動，你答對了要點(diǎn)提示帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動(一)帶電粒子的加速(二)帶電粒子的偏轉(zhuǎn)(三)示波管的原理下面我們來研究

電場對帶電粒子的

加速問題方法1：從動力學(xué)和運(yùn)動學(xué)角度分析粒子被加速動力學(xué)：F=qEa=F/m運(yùn)動學(xué)：U+-mqd方法２：從做功和能量的角度分析粒子被加速粒子只受到電場力，只有電場力做功還有問題：如果不是勻強(qiáng)電場，上面公式是否適用？由于電場力做功與場強(qiáng)是否勻強(qiáng)無關(guān)，與運(yùn)動路徑也無關(guān)，上面公式仍適用！顯然，用功能關(guān)系解題簡便??！U+-mqd結(jié)論：由于電場力做功與場強(qiáng)是否勻強(qiáng)無關(guān)，與運(yùn)動路徑也無關(guān)，所以在處理電場對帶電粒子的加速問題時，一般都是利用動能定理進(jìn)行處理。解：電荷量為e的電子從金屬絲移動到金屬板。兩處的電勢差為U，電勢能變化（減少）為eU.電勢能的變化全部轉(zhuǎn)化為電子的動能。

例1：實(shí)驗(yàn)表明，熾熱的金屬絲可以發(fā)射電子。在熾熱金屬絲和金屬板間加以電壓U=2500V，從熾熱金屬絲發(fā)射出的電子在真空中被加速后，從金屬板的小孔穿出。電子射出后的速度有多大？設(shè)電子剛從金屬絲射出時的速度為零。下面我們來研究

電場對帶電粒子的

偏轉(zhuǎn)問題不計(jì)重力，初速度垂直于電場方向飛入勻強(qiáng)電場處理方法：１）粒子在與電場垂直的方向上做勻速直線運(yùn)動２）粒子在與電場平行的方向上做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動

類似平拋運(yùn)動的分析方法

l++++++-------qvv0vyydＵvxv0X=v0tt==vy=aty=v0F=α

=tanα

ss離開電場時偏移量:離開電場時偏轉(zhuǎn)角:在電場中飛行時間:例2：一電子水平射入如圖所示的電場中，射入時的速度V0.兩極板的長度為L，兩極板相距d，極板間電壓為U.求電子離開電場時速度偏轉(zhuǎn)角φ的正切值。φv0-qmU++++++------dLFvtv0vyy電子離開電場時沿電場方向的分速度為Vy，離開電場時的偏轉(zhuǎn)角度為結(jié)論：帶電粒子以初速度垂直于電場方向飛入勻強(qiáng)電場的問題就是一個類平拋的問題。★粒子在與電場垂直的方向上做勻速直線運(yùn)動★粒子在與電場平行的方向上做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動

下面看看加速和偏轉(zhuǎn)一體的問題例3：如圖所示，有一電子(電量為e、質(zhì)量為m)經(jīng)電壓U1加速后，沿平行金屬板A、B中心線進(jìn)入兩板，A、B板間距為d、長度為l，A、B板間電壓為U2，屏CD足夠大，距離A、B板右邊緣2l，AB板的中心線過屏CD的中心且與屏CD垂直。試求電子束打在屏上的位置到屏中心間的距離。對加速過程由動能定理：解析dUlU122=電子離開電場，就好像從中點(diǎn)沿直線離開的：qtan)22(llY+=dUlU1224=5θYU2示波管的原理1、示波器的作用：觀察電信號隨時間變化的情況2、示波管的結(jié)構(gòu)：由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成3、示波管的原理產(chǎn)生高速飛行的電子束待顯示的信號電壓鋸齒形掃描電壓使電子沿Y方向偏移使電子沿x方向偏移例4：(多選)示波管的構(gòu)造如圖所示．如果在熒光屏上P點(diǎn)出現(xiàn)亮斑，那么示波管中的(

)A．極板X應(yīng)帶正電 B．極板X′應(yīng)帶正電C．極板Y應(yīng)帶正電 D．極板Y′應(yīng)帶正電答案

AC解析根據(jù)亮斑的位置，電子偏向XY區(qū)間，說明電子受到電場力作用發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，因此極板X、極板Y均應(yīng)帶正電．課堂小結(jié)：一、利用