高中物理1.9带电粒子在电场中的运动课件新人教版
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【人教版】高中物理选修3-1：1.9《第1课时-带电粒子在电场中的加速和偏转》ppt课件
▪ A．若两板不平行，则v<v0 ▪ B．若A板面积很小，B板面积很大，则
v<v0
▪ C．若A、B两板间的距离很大，则v<v0
▪ D．不论A、B两板是否平行、两板面积
大解小析及：电两容板器间和电距源离相多连，少电v压都保等持于不变v0，根据eU＝
1 2
mv2可知，不论A、B两板是否平行、两板面积大小及两
▪ B．2∶1,3∶2
▪ C．1∶1,3∶4
解析：粒子垂直电场进入做类平抛运动，水平方向x ＝v0t，得tA∶tB＝xA∶xB＝2∶1；竖直方向y＝12at2＝2qmE vx0 2，解得m＝q2Eyvx202，mA∶mB＝4∶3 ，D选项正确．
▪ 答案：D
▪ 1．下列粒子从初速度为零的状态经电压 U的电场加速后，粒子速度最大的是
小为：
a＝mF＝Emq＝mUqd 若一个带正电荷的粒子，在电场力作用下由静止开始
从正极板向负极板做匀加速直线运动，两极板间的距离为
d，则由公式 v2－v20＝2ax 可求得带电粒子到达负极板时的
速度为 v＝ 2ad＝
2Uq m.
(2)从功能关系角度出发，用动能定理求解． 带电粒子运动过程中，只受电场力作用，电场力做的 功为：W＝qU 根据动能定理有：W＝12mv2－0，解得 v＝ 2mUq.
▪ 答案：BC
▪题 2压加型速，电然带子后进从电入静粒另止子一出个发的电被偏场1 转0强00度问V为的题5电
000 N/C的匀强偏转电场，进入时的速度
方向与偏转电场的方向垂直．已知偏转电
极长6 cm，求电子离开偏转电场时的速
度【及解其析】与进在入加速偏电转场电中获场得时的的动能速度方向之间
的E夹k＝角12m．v20＝qU0
高中物理带电粒子在电场中的运动ppt课件
由动能定理得qU1＝12mv02，v0＝ 2qmU1.
(2)离子在偏转电场中运动的时间 t 由于偏转电场是匀强电场，所以离子的运动类似平抛运 动．即：水平方向为速度为 v0 的匀速直线运动；竖直方向为初 速度为零的匀加速直线运动．则离子在偏转电场中的运动时间
t＝vL0＝L
m 2qU1.
第一章 静电场
第一章 静电场
【特别提醒】 (1)对带电粒子进行受力分析、运动特点分 析、力做功情况分析是选择解题规律的关键．
(2)选择解题的方法是优先从功能关系角度考虑，应用功能 关系列式简单、方便，不易出错．
第一章 静电场
如下图所示，两平行金属板相距为d，电势差为U，一电子 质量为m，电荷量为e，从O点沿垂直于极板的方向射出，最远 到达A点，然后返回，|OA|＝h，此电子具有的初动能是( )
则：tan θ＝xy ql2U
则 x＝tany θ＝2mqlvU02d＝2l mv02d
由此可知，粒子从偏转电场中射出时，就好像是从极板 间的 l/2 处沿直线射出似的．
第一章 静电场
如下图所示，在xOy平面上第Ⅰ象限内有平行于y轴的有 界匀强电场，方向如图．y轴上一点P的坐标为(0，y0)，有一电 子以垂直于y轴的初速度v0从P点垂直射入电场中，当匀强电场 的场强为E时，电子从A点射出，A点坐标为(xA,0)，则A点速度 vA的反向延长线与速度v0的延长线交点坐标为( )
edh A. U
eU C.dh
B．edUh eUh
D. d
第一章 静电场
解析： 答案： D
第一章 静电场
2．证明粒子从偏转电场中射出时，就好像是从极板间 2l 处沿直线射出似的？
如图所示，粒子射出电场 时速度的反向延长线与初速 度方向的延长线相交于O点， O点与电场边缘的距离为x，
人教版高中物理必修三 《带电粒子在电场中的运动》PPT优质课件
粒子的加速问题时，一般应用动能定理。
第六页，共二十六页。
名师指点
解决带电粒子在电场中加速时的基本思路
第七页，共二十六页。
新知探究
知识点
1 带电粒子在电场中的加速
例题1：实验表明，炽热的金属丝可以发射电子。在炽热金属丝和金
属板间加以电压U=2500V，从炽热金属丝发射出的电子在真空中被加速
后，从金属板的小孔穿出。电子射出后的速度有多大？设电子刚从金属
1 带电粒子在电场中的加速
2.两种处理方法：
(1)利用动力学公式求解：在匀强电场中也可利用牛顿定律结合运动学
公式分析，当解决的问题属于匀强电场且涉及运动时间等描述运动过
程的物理量时，适合用该思路分析。
F qU
a
m md
根据v v 2ad
2
2
2
1
可得v2 2qU / m
第五页，共二十六页。
A. 两带电小球所带电量可能相等
B. 两带电小球在电场中运动的时间一定相等
C. 两带电小球在电场中运动的加速度M一定大于N
D. 两带电小球离开电场时的动能M可能小于N
第十九页，共二十六页。
课堂训练
解析：ABC．竖直方向小球M做加速运动，小球N以相同的
速率做减速运动，且竖直方向位移大小相等，加速度相同，则
第九页，共二十六页。
新知探究
知识点
1 带电粒子在电场中的加速
例题2：如图所示，水平放置的A、B两平行板相距h，上板A带正电。现
有质量为m，带电量为+q的小球在B板下方距离为H处，以初速度V0竖直向
上从B板小孔进入板间电场，欲使小球刚好打到A板，A、B间电势差UAB应
为多少？
物理：1.9《带电粒子在电场中的运动》基础知识讲解课件(新人教版选修3-1)
仪器自身产生的锯齿形电压 荧 光 ，在
屏上就会出现按YY′偏转电压规律变化的可视图象 屏上就会出现按 偏转电压规律变化的可视图象. 偏转电压规律变化的可视图象
一、带电粒子的加速 1．受力分析：因带电粒子(电子、质子、α粒子 受 ．受力分析：因带电粒子 电子 质子、 粒子 电子、 粒子)受 到的重力远远小于电场力， 到的重力远远小于电场力，所以讨论带电粒子在电场中 运动的问题时可忽略重力，而带电液滴、小球、 运动的问题时可忽略重力，而带电液滴、小球、尘埃则 不可忽略重力， 不可忽略重力，在分析这类问题时只需求电场力与重力 的合力就可以了. 的合力就可以了
(3)偏转角度：tanθ＝ 偏转角度： 偏转角度 ＝
四、示波管的原理 1．构造 ． 示波管是示波器的核心部件， 示波管是示波器的核心部件 ， 外部是一个抽成真 空的玻璃壳，内部主要由 电子枪由发 射电 子的灯 丝 、 ( 由发射电 空的玻璃壳， 加速电极组成)、 加速电极组成 、 YY′组成 和 组成)和 组成 偏转电极 (由偏转电极 由偏转电极XX′和偏转电极 由偏转电极 和偏转电极
第九节 带电粒子在电场中的运动
学习目标： 掌握带电粒子在电场中加速和偏转 学习目标 ： 1.掌握带电粒子在电场中加速和偏转 所遵循的规律. 所遵循的规律 2．知道示波管的主要构造和工作原理. ．知道示波管的主要构造和工作原理 重点难点： 重点难点 ： 应用动力学的观点和功能关系来分析 带电粒子在电场中的加速和偏转问题. 带电粒子在电场中的加速和偏转问题 易错问题： 易错问题 ： 何时考虑带电粒子在电场中运动时的 重力. 重力
一、带电粒子 1．带电粒子，如电子、质子等，由于质量很小， ．带电粒子，如电子、质子等，由于质量很小， 静电力，故重力可以忽略. 重力 远小于 静电力，故重力可以忽略 2．带电粒子在电场中运动的两种最简单的情况是 ． 加速和偏转. 加速和偏转
高中物理《带电粒子在电场中的运动》课件ppt
C.尽可能减小板间距d
v0
D.使电子的入射速度v0大些
h
h 1 ( eU )( L )2 2 md v0 h eL2
U 2mdv02
例7、a、b、c三个α粒子同时由同一点垂直进入偏转
电场,其轨迹如图，其中b恰好飞出电场，则（ ACD ）
A.在b飞离电场的同时，a刚好打在负极板上
B. b和c同时飞离电场
由⑤⑦式可知 a b c ⑧
课堂小结：
一、带电粒子在匀强电场中的平衡：F合=0
二、带电粒子的匀变 速直线运动
从动力学和运动学角度分析 从做功和能量的角度分析
三、带电粒子的匀变速曲线运动——偏转
粒子在与电场垂直的方向上做
类似平抛运动的分析方法
匀速直线运动
粒子在与电场平行的方向上 做初速度为零的匀加速运动
A.两板间距离越大，加速时间就越长，则获得的速率
就越大.
B.两板间距离越小，加速时间就越长，则获得的速率
就越大
C.与两板间的距离无关，仅与加速电压有关
D.以上解释都不对.
P
Q
eU 1 mv2
2
v 2eU m
v与d和t均无关.
U
2.带电粒子在电场中的匀变速曲线运动——偏转
例5、如图所示，在真空中水平放置一对金属板Y和Y’，
1、带电粒子的匀变速直线运动：
例3：如图所示，在真空中有一对平行金属板，板间 距离为d，两板间加以电压U．两板间有一个带正电 荷量为q的带电粒子 (不计重力) ，它在电场力的作用 下，由静止开始从正极板向负极板运动，到达负极板 时的速度有多大？
qE
若不计粒子重力，则该粒子沿
qE
电场线做匀加速直线运动。
C.进入电场时，c的速度最大，a的速度最小
带电粒子在电场中的运动(课件)高一物理(人教版2019 必修第三册)
2.如何求出到达另一极板的末速度v ？
a F qU m md
v2 2ad
v 2qU m
U
(不计粒子的重力） v0 0
解法二 利用静电力做功结合动能定理求解
v?
qU 1 mv2 2
v
2qU m
当解决的问题属于匀强电场且运动时间等运动过程的物理量，适合运用解法一;
d
当问题只涉及位移、速率等动能定理公式中的物理量或非匀强电场情景时，适合运用解法二。
和，最后形成中性高速射流喷射而产生推力。根据题目信息可知（ D ）
A．M板电势低于N板电势 B．进入中和区的离子速度与离子带电荷量无关 C．增大加速区MN极板的距离，可以增大射流速度而获得更大的推力 D．增大MN极板间的电压，可以增大射流速度而获得更大的推力
4 课堂练习
2．如图所示，电子以某一初速度沿两块平行板的中线方向射入偏
第十章 静电场中的能量
10.5 带电粒子在电场中的运动
0 新课引入
大型粒子对撞机
0 新课引入
医用直线加速器(IGRT)
示波器
1 带电粒子在电场中的加速
一、研究对象与受力特征 1、研究对象 微观粒子：如电子、质子、各类离子等…… 宏观粒子：液滴、小球、小物块、小环等……
2、受力特征 一般说来微观粒子及题目中强调不计重力的不必考虑重力， 宏观粒子需要考虑重力。 当条件不明时，比较qE与mg大小，若qE>>mg，则不计重力。
Uyy′
Y
O
Uxx′
0
t X′
t
X
Y′
3 示波器原理
知识总结：
1.带电粒子在电场中的加速运动。 2.带电粒子垂直进入匀强电场中的 偏转问题。 3.示波管的原理
1.9带电粒子在电场中的运动(上课用)
eU 1 2 mv
2
v
2 eU m
代入数据得：v 3 . 0 10 7 m/s
电子的质量是0.9×10-30 Kg
例题2 如图所示，在点电荷+Q 的电场中有A、B两点，将质子和 α 粒子分别从A点释放，到达B点时，求它们的速度大小之比？
质子指的是氢原子核，所带电荷量为e。α 粒子指的就是 氦原子核，所带电荷量为2e。 解：质子 H
解：电子在垂直于板面方向的加速度
a F m
eE m
eU md
①
电子在极板间运动的时间 t
② 电子垂直于极板方向的偏移距离 y
l v0t
1 2 y at
2
③
由①②③得：y 0 . 36 cm
v v0
电子出极板时在垂直于极板方向的速度 v
v at
④
偏转的角度θ tan
v0
d
U
2
U0
y qUl
2 2 0
②
2 mv d
qUl
2
Ul
2
4 qU 0 d
qUl mv d
2 0
4U 0 d
Ul 2U 0 d
电荷在偏转电场中运动时间为t
l v0t
偏移量： y
1 2 at
2
③
④
tan
vy vx
注: 不同的带电粒子被同一电场加速后进入偏转电场, 运动情景一样！
一、带电粒子的加速
如图所示，在真空中有一对平行金属板，两板间 加以电压U．板间距离为d，两板间有一个带正电荷量为 q，质量为m的带电粒子，它在电场力的作用下，由静止 开始从正极板向负极板运动，到达负极板时的速度有多 U 大？
2
v
2 eU m
代入数据得：v 3 . 0 10 7 m/s
电子的质量是0.9×10-30 Kg
例题2 如图所示，在点电荷+Q 的电场中有A、B两点，将质子和 α 粒子分别从A点释放，到达B点时，求它们的速度大小之比？
质子指的是氢原子核，所带电荷量为e。α 粒子指的就是 氦原子核，所带电荷量为2e。 解：质子 H
解：电子在垂直于板面方向的加速度
a F m
eE m
eU md
①
电子在极板间运动的时间 t
② 电子垂直于极板方向的偏移距离 y
l v0t
1 2 y at
2
③
由①②③得：y 0 . 36 cm
v v0
电子出极板时在垂直于极板方向的速度 v
v at
④
偏转的角度θ tan
v0
d
U
2
U0
y qUl
2 2 0
②
2 mv d
qUl
2
Ul
2
4 qU 0 d
qUl mv d
2 0
4U 0 d
Ul 2U 0 d
电荷在偏转电场中运动时间为t
l v0t
偏移量： y
1 2 at
2
③
④
tan
vy vx
注: 不同的带电粒子被同一电场加速后进入偏转电场, 运动情景一样！
一、带电粒子的加速
如图所示，在真空中有一对平行金属板，两板间 加以电压U．板间距离为d，两板间有一个带正电荷量为 q，质量为m的带电粒子，它在电场力的作用下，由静止 开始从正极板向负极板运动，到达负极板时的速度有多 U 大？
2019_2020版高中物理第一章9带电粒子在电场中的运动课件新人教版
9 带电粒子在电场中的运动
[学习目标]
1.会从力和运动、能量两个角度分析计算带电粒子在电场中的加速 问题.2.能够用类平抛运动分析方法研究带电粒子在电场中的偏转问 题.3.知道示波管的主要构造和工作原理,体会静电场知识对科学技 术的影响.
课前预习 课堂探究 随堂演练
课前预习 掌握新知
知识梳理
一、带电粒子的加速 分析带电粒子在静电力作用下加速运动的两种方法: 1.利用牛顿第二定律F=ma和运动学公式,只能用来分析带电粒子的
对α粒子:
1 2
mα
vα 2
=qαU.
所以 vH = qHmα = 1 4 = 2 . vα qαmH 2 1 1
答案: 2 ∶1
[针对训练1] (2019·河南洛阳校级检测)如图所示,水平放置的平行板电 容器,当两极板间的电势差U1=300 V时,一带负电的小球在两极板之间处 于静止,小球距下极板的距离h=1.44 cm.如果两极板间电势差突然减小 到U2=60 V,则带电小球运动到极板上需多长时间?(重力加速度g=10 m/s2)
m 水平方向做匀速运动,故 t= l =2.5×10-9 s,
v0 所以 y0= 1 at2=0.005 m.
2
(2)竖直方向速度 v1=at=4×106 m/s 从平行板出去后做匀速直线运动,水平和竖直方向都是匀速运动,水平方向 t1= s =5×10-9 s
v0 竖直方向 PM=v1t1=0.02 m; PO=PM+MO=PM+y0=0.025 m.
d
eU
学霸笔记
(1)对于匀强电场虽然用动力学观点和功能观点均可求解,但运用功能 观点列式更简单,故应优先选用功能观点. (2)若电场为非匀强电场,带电粒子做变加速直线运动,不能通过牛顿运 动定律求解.注意W=qU对一切电场适用,因此从能量的观点入手,由动能 定理来求解. (3)在匀强电场中运动的带电粒子,只受静电力时,可以利用动量Ft=Δp 计算运动时间.
[学习目标]
1.会从力和运动、能量两个角度分析计算带电粒子在电场中的加速 问题.2.能够用类平抛运动分析方法研究带电粒子在电场中的偏转问 题.3.知道示波管的主要构造和工作原理,体会静电场知识对科学技 术的影响.
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知识梳理
一、带电粒子的加速 分析带电粒子在静电力作用下加速运动的两种方法: 1.利用牛顿第二定律F=ma和运动学公式,只能用来分析带电粒子的
对α粒子:
1 2
mα
vα 2
=qαU.
所以 vH = qHmα = 1 4 = 2 . vα qαmH 2 1 1
答案: 2 ∶1
[针对训练1] (2019·河南洛阳校级检测)如图所示,水平放置的平行板电 容器,当两极板间的电势差U1=300 V时,一带负电的小球在两极板之间处 于静止,小球距下极板的距离h=1.44 cm.如果两极板间电势差突然减小 到U2=60 V,则带电小球运动到极板上需多长时间?(重力加速度g=10 m/s2)
m 水平方向做匀速运动,故 t= l =2.5×10-9 s,
v0 所以 y0= 1 at2=0.005 m.
2
(2)竖直方向速度 v1=at=4×106 m/s 从平行板出去后做匀速直线运动,水平和竖直方向都是匀速运动,水平方向 t1= s =5×10-9 s
v0 竖直方向 PM=v1t1=0.02 m; PO=PM+MO=PM+y0=0.025 m.
d
eU
学霸笔记
(1)对于匀强电场虽然用动力学观点和功能观点均可求解,但运用功能 观点列式更简单,故应优先选用功能观点. (2)若电场为非匀强电场,带电粒子做变加速直线运动,不能通过牛顿运 动定律求解.注意W=qU对一切电场适用,因此从能量的观点入手,由动能 定理来求解. (3)在匀强电场中运动的带电粒子,只受静电力时,可以利用动量Ft=Δp 计算运动时间.
高中物理精品PPT课件《带电粒子在电场中的运动》(23张)
如果带电粒子沿垂直电场的方向进入匀 强电场，它将怎样运动呢?
下面我们来探讨带电粒子的偏转
二、带电粒子的偏转
+++++++++
d
q、m +
v0
U
--------
l
二、带电粒子的偏转
+++++++++
d v0
q、m +
UF
--------
l
1.q的受力怎样? －q的受力又怎样? 2.水平方向和竖直方向的运动性质怎样? 3.与学过的哪种运动形式类似? zxxk
二、带电粒子的偏转
带电粒子 沿垂直电场的方向进入匀强电场,
做类平抛运动：
垂直电场方向:zxxk 做匀速直线运动 平行电场方向: 做初速度为0的匀加速直线运动
二、带电粒子的偏转
+++++++++
d
q、m +
v0
UF
--------
偏移距离
y
+θ
v0
l
4.如何求粒子的偏移距离?
vy v
偏转角
5.如何求粒子的出射速度大小及偏转角?
解:垂直电场方向:飞行时间
t
l v0
平行电场方向:加速度 a F eU
m md
偏移距离
y
1 2
at 2
1 2
eUl2 mv02d
qUl
偏移角
vy a
tin
t
vy v0
下面我们来探讨带电粒子的偏转
二、带电粒子的偏转
+++++++++
d
q、m +
v0
U
--------
l
二、带电粒子的偏转
+++++++++
d v0
q、m +
UF
--------
l
1.q的受力怎样? －q的受力又怎样? 2.水平方向和竖直方向的运动性质怎样? 3.与学过的哪种运动形式类似? zxxk
二、带电粒子的偏转
带电粒子 沿垂直电场的方向进入匀强电场,
做类平抛运动：
垂直电场方向:zxxk 做匀速直线运动 平行电场方向: 做初速度为0的匀加速直线运动
二、带电粒子的偏转
+++++++++
d
q、m +
v0
UF
--------
偏移距离
y
+θ
v0
l
4.如何求粒子的偏移距离?
vy v
偏转角
5.如何求粒子的出射速度大小及偏转角?
解:垂直电场方向:飞行时间
t
l v0
平行电场方向:加速度 a F eU
m md
偏移距离
y
1 2
at 2
1 2
eUl2 mv02d
qUl
偏移角
vy a
tin
t
vy v0
带电粒子在电场中的运动--优质获奖课件
答案 C
借题发挥 解答本题的关键是要通过读题理解 灵敏度的物理含义，然后通过运算得出灵敏度 的表达式来加以分析选择．
【变式 2】 示波管是一种多功能电学仪器，它的工作原理可 以等效成下列情况：如图 1－4－8 所示，真空室中电极 K 发出电 子(初速度不计)，经过电压为 U1 的加速电场后，由小孔 S 沿水平 金属板 A、B 间的中心线射入板中．金属板长为 L，相距为 d，当 A、B 间电压为 U2 时电子偏离中心线飞出电场打到荧光屏上而显 示亮点．已知电子的质量为 m、电荷量为 e，不计电子重力，下列 情况中一定能使亮点偏离中心距离变大的是( )．
度为vy.根据题意得：eU1＝12mv20.
①
电子在A、B间做类平抛运动，当其离开偏转电场时侧向速
度为vy＝at＝emUd2·vL0.
②
结合①②式，速度的偏转角θ满足： tan θ＝vv0y＝2Ud2UL1. 显然，欲使θ变大，应该增大U2、L，或者减小U1、d.正确选 项是B.
答案 B
【典例 3】 在如图 1－4－9 所示的平行板电容器的两板 A、 B 上分别加如图 1－4－10①、②所示的两种电压，开始 B 板的电 势比 A 板高．在电场力作用下原来静止在两板中间的电子开始运 动．若两板间距足够大，且不计重力，试分析电子在两种交变电 压作用下的运动情况，并画出相应的 v－t 图象．
式中vy＝at＝qdUm1·vl0，vx＝v0，代入得tan θ＝mqUv201dl .
粒子从偏转电场中射出时偏移量y＝
1 2
at2＝
1 2
·qdUm1
·vl0
2，作粒
子速度的反向延长线，设交于O点，O点与电场边缘的距离为x，
qU1l2 则x＝tany θ＝2qdUm1vl02＝2l .
人教版高二物理选修带电粒子在电场中的运动PPT课件
由于电场力做功，与电场是否匀强无关,与运动 路径也无关，所以在处理电场对带电粒子的加速问 题时，一般都是利用动能定理进行处理。
例1:如图所示的电场中有A、B两点，A、B的电势差
UAB＝100V，一个质量为m=2.0×10-12kg、电量为 q=-5.0×10-8C的带电粒子，以初速度v0=3.0×103m/s 由A点运动到B点，求粒子到达B点时的速率。（不计粒子
）
A、如果偏转电场的电压为比原来荷的成一正半比，则粒子离开电
场后的偏转角正切为0.25
B场、后如的果偏带转电角粒正子切的为比0.荷2为5 原来的一t半a，n 则粒 子mq离vU开02ld电
C、如果带电粒子的初速度为原来的2倍，则粒子离开
电场后的偏转角正切为0.25
偏转角正切与
D、如果带电粒子的初动能为原来的2倍初，动则能粒成子反离比开
（2）粒子穿越偏转电场过程中偏角的正切；
（3）粒子穿越偏转电场后的速度。
板长0.2m tan 1
2
2 5 10 4 m / s
人教版高二物理选修3-1第一章 1.9带电粒子在电场中的运动1（12张PP T）
U
-Y′ - -L - - -
人教版高二物理选修3-1第一章 1.9带电粒子在电场中的运动1（12张PP T）
1、受力分析：
电子受到竖直向上的 电场力F＝Eq=qU/d
2、运动分析:
电子作类平抛运动。
解:电子进入偏转电场后,做类平抛运动知： 人教版高二物理选修3-1第一章 1.9带电粒子在电场中的运动1（12张PPT）
2、 如何求解电场力做功？
在匀强电场中:W=qEd 在任何电场中WAB=qUAB 3、利用电场来改变或控制带电粒子的运动两种最简单 的情况是什么？
例1:如图所示的电场中有A、B两点，A、B的电势差
UAB＝100V，一个质量为m=2.0×10-12kg、电量为 q=-5.0×10-8C的带电粒子，以初速度v0=3.0×103m/s 由A点运动到B点，求粒子到达B点时的速率。（不计粒子
）
A、如果偏转电场的电压为比原来荷的成一正半比，则粒子离开电
场后的偏转角正切为0.25
B场、后如的果偏带转电角粒正子切的为比0.荷2为5 原来的一t半a，n 则粒 子mq离vU开02ld电
C、如果带电粒子的初速度为原来的2倍，则粒子离开
电场后的偏转角正切为0.25
偏转角正切与
D、如果带电粒子的初动能为原来的2倍初，动则能粒成子反离比开
（2）粒子穿越偏转电场过程中偏角的正切；
（3）粒子穿越偏转电场后的速度。
板长0.2m tan 1
2
2 5 10 4 m / s
人教版高二物理选修3-1第一章 1.9带电粒子在电场中的运动1（12张PP T）
U
-Y′ - -L - - -
人教版高二物理选修3-1第一章 1.9带电粒子在电场中的运动1（12张PP T）
1、受力分析：
电子受到竖直向上的 电场力F＝Eq=qU/d
2、运动分析:
电子作类平抛运动。
解:电子进入偏转电场后,做类平抛运动知： 人教版高二物理选修3-1第一章 1.9带电粒子在电场中的运动1（12张PPT）
2、 如何求解电场力做功？
在匀强电场中:W=qEd 在任何电场中WAB=qUAB 3、利用电场来改变或控制带电粒子的运动两种最简单 的情况是什么？
人教版高中物理课件-带电粒子在电场中的运动②
動情況。(不計粒子的重力)
_加速+
偏轉
v
++++++
-q
m
v0
U2
U1 - - - - - -
L
三、 加速和偏轉一體
_加速+
偏轉
++++++
v 電荷經 加速電
-q
場加速
m
v0
U2 後進入 偏轉電
U1 - - - - - -
場
L
通過加速電場的末速度為進入偏轉電場的初速度
v0
2qU1 m
y
qU 2 2md
電壓後,可在A、B之間的空間中產生電場,在A、
B左端距AB等距離處的O點,有一電量為+q品質
為m的粒子以初速度V0沿水準方向(與A、B板平 行)射入.不計重力,要使此粒子能從C處射出,則A、
B間的電壓應為( A )
A.
d 2m v02 ql2
B.
l 2m v02 qd2
C.
lm v0 qd
D.
qm v0 ql
Y+ + + + + + 1、受力分析：
粒子受到豎直向下的
q
d
v0
U 電場力F＝Eq=qU/d
2、運動規律分析:
-Y′ - -L - - -
粒子作類平拋運動。
Y+ + + + + +
x方向：勻速直線運動
q
d
v0
U
vx v0 L v0t
y
Y方向：初速度為零的
-Y′
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如图所示，在 P 板附近有一电子由静止开始向 Q 板 运动．已知两极板间电势差为 U，板间距为 d，电子质量为 m， 电荷量为 e.关于电子在两板间的运动情况，下列叙述中正确的 是( )
A．若将板间距 d 增大 1 倍，则电子到达 Q 板的速率保持 不变
B．若将板间距 d 增大 1 倍，则电子到达 Q 板的速率也增 大1倍
→垂直电场方向→→→速位度移：：vx＝x＝l＝v0v0t
运特动点→→平行电场方向→→→速位度移：：vy＝y＝12aatt＝2＝mq2vUqm0ll2dvU20d
→偏转角度θ满足：tan
θ＝mqdUvl20
示波管的原理 1．构造 示波管是示波器的核心部件，外部是一个抽成真空的玻璃 壳，内部主要由_电__子__枪___(由发射电子的灯丝、加速电极组成)、 _偏__转__电__极__(由偏转电极 XX′和偏转电极 YY′组成)和_荧__光__屏___ 组成，如图所示．
(1)若不同的带电粒子是从静止经过同一加速电压 U0 加速 后进入偏转电场时，则由动能定理有
qU0＝12mv20② 由①②式得 tan θ＝2UU10ld③ 由③式可知，粒子的偏转角与粒子的 q、m 无关，仅决定 于加速电场和偏转电场，即不同的带电粒子从静止经过同一电 场加速后进入同一偏转电场后，它们在电场中的偏转角度总是 相同的．
C．若将两极板间电势差 U 增大 1 倍，则电子到达 Q 板的 时间保持不变
D．若将两极板间电势差 U 增大 1 倍，则电子到达 Q 板的 时间减为一半
解题必备： 解答本题时应把握以下两点： (1)带电粒子被加速，利用动能定理可求到达另一极板的速 率； (2)带电粒子在匀强电场中做匀加速直线运动，利用运动学 公式可求运动的时间．
由②式和 y＝12at2 等导出侧移距离 y＝4UU10l2d④ 由④式可知粒子的侧移距离与粒子的 q、m 无关，仅取决 于加速电场和偏转电场，即不同的带电粒子从静止开始经过同 一电场加速后进入同一偏转电场，它们在电场中的侧移距离总 是相同的．
(2)作粒子速度的反向延长线，设交于 O 点，O 点与电场边 U1l2
带电粒子的偏转 1．进入电场的方式 以初速度 v0 垂直于电场线方向进入匀强电场． 2．受力特点 电场力大小_恒__定___，且方向与初速度 v0 的方向_垂__直__． 3．运动特点 做_匀__变__速__曲__线____运动，与力学中的__抛__体__运__动_____类似．
4．运动规律 进行运动分析，如图所示．
Hale Waihona Puke 对 α 粒子：12mαv2α＝qαU
所以，有vvHα ＝
qqαHmmHα＝
12× ×41＝
2 1
答案： 2∶1
带电粒子的偏转 如图所示，设带电粒子质量为 m，带电荷量为 q，以速度 v0 垂直于电场线射入匀强偏转电场，偏转电压为 U1，若粒子飞 出电场时偏转角为 θ，则 tan θ＝vvxy，式中 vy＝at＝qmUd1·vl0，vx ＝v0，代入得 tan θ＝mqUv201dl ①
9．带电粒子在电场中的运动
知识自学区
带电粒子的加速 1．基本粒子的受力特点 对于质量很小的基本粒子，如电子、质子等，虽然它们也 会受到万有引力(重力)的作用，但万有引力(重力)一般_远__小__于__ 静电力，可以_忽__略____．
2．带电粒子的加速 (1)分析方法：_动__能__定理． (2)结论：初速度为零、带电荷量为 q、质量为 m 的带电粒 子，经过电势差为 U 的电场加速后，获得的速度 v＝ 2mqU.
解析： 由动能定理有12mv2＝eU，得 v＝ 2meU，可见电 子到达 Q 板的速率与板间距离 d 无关，故 A 项对、B 项错．两 极板间为匀强电场 E＝Ud ，电子的加速度 a＝meUd，由运动学公 式 d＝12at2 得 t＝ 2ad＝ 2emUd2，若两极板间电势差增大一倍， 则电子到达 Q 板时间减为原来的 22，故 C、D 项都错．
【思一思·判一判】 (1)质量很小的粒子不受万有引力的作用．( ) (2)带电粒子在电场中只受电场力作用时，电场力一定做正 功．( ) (3)带电粒子在电场中的运动一定是曲线运动．( ) (4)电场力做正功时，粒子动能一定增加．( 答案： (1)× (2)× (3)× (4)×
要点探究区
带电粒子的加速 1．电场中的带电粒子的分类 (1)带电的基本粒子：如电子、质子、α 粒子、正离子、负离子 等，这些粒子所受重力和电场力相比要小得多，除非有特别的说明 或明确的标志，一般都不考虑重力(但并不能忽略质量)． (2)带电微粒：如带电小球、液滴、尘埃等，除非有特别的说 明或明确的标示，一般都要考虑重力． 某些带电体是否考虑重力，要根据题目说明或运动状态来判 定．
答案： A
1－1：如图所示，在点电荷＋Q 的电场中有 A、 B 两点，将质子和 α 粒子分别从 A 点由静止释放到达 B 点时， 它们的速度大小之比为多少？
解析： 质子和 α 粒子都是正离子，从 A 点释放将受电场
力作用加速运动到 B 点，设 A、B 两点间的电势差为 U，由动
能定理，对质子：12mHv2H＝qHU
2．求带电粒子的速度的两种方法 (1)力和运动的关系——牛顿第二定律：根据带电粒子所受 的电场力，用牛顿第二定律确定加速度，结合运动学公式确定 带电粒子的速度、位移等．这种方法通常适用于粒子在恒力作 用下做匀变速直线运动的情况． (2)功和能的关系——动能定理等：根据电场力对带电粒子 所做的功引起带电粒子的能量发生变化，利用动能定理等研究 全过程中能量的转化，研究带电粒子的速度变化、经过的位移 等，这种方法既适用于匀强电场，也适用于非匀强电场．
2．原理 (1)扫描电压：XX′偏转电极接入的是由仪器自身产生的 锯齿形电压． (2)灯丝被电源加热后，出现热电子发射，发射出来的电子 经加速电场加速后，以很大的速度进入偏转电场，如果在 Y 偏 转极板上加一个_信__号__电__压__，在 X 偏转极板上加一_扫__描__电__压____， 在荧光屏上就会出现按 Y 偏转电压规律变化的可视图像．