高中物理选修3-1人教版课件：第一章 9 带电粒子在电场中的运动(共39张PPT)
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人教版高二物理选修3-1--1.9带电粒子在电场中的运动(共30张ppt)
形成稳定且水平的亮线
若只在YY´电极间加信号电压
U
Um sin
2
T
t
呢?
y'
y'm sin
2
T
t
怎样在荧光屏上显示信号电压的正弦波形？
刚好能到达N板；如果要使这个带电粒子能够到
达M、N两板间距的1/2处返回，则下述方法能满
足要求的是：（ B ）
A、使初速度减半
M
N
B、使M、N间电压加倍
C、使M、N间电压提高到4倍
D、使初速度和M、N间的电压都加倍
U
变式.如图所示,电子由静止开始从A板向B板运动,当到达B
板时速度为v,保持两板间电势差不变,则 CD
如果 y互不相同
如果 y 相同
会分为三股
不会分为三股
比较离子是否以 相同偏角φ 射出
如果φ互不相同
如果φ 相同
会分为三股
不会分为三股
让一价氢离子、一价氦离子和二 价氦离子的混合物由静止开始经过同 一加速电场加速，然后在同一偏转电 场里偏转，它们是否会分为三股？请 说明理由。
答案：不会分为三股。
带负电的小球静止在水平放置的平行板电 容器两板间，距下板h=0.8cm,两板间的电 势差为300V,如果两板间电势差减小到60V, 求带电小球运动到极板上时的速度? 0.36m/s
示波管的原理
构造:由电子枪、偏转电极和荧光屏组成。 管内抽成真空。
只在YY´电极间加偏转电压Ｕ 信号电压
y
1 2
•
qU md
•
l v0
2
y' y
L l
l 2
2
U y'
ql mv 02d
人教版高中物理选修3-1课件1.9带电粒子在电场中的运动1.pptx
3、带电体：是否考虑重力，要根据题目暗示 或运动状态来判定.
带
电 粒受 子电 在场 电力 场
产 生 加 速 度
使 速 利用电场 度 变 使带电粒子 化
加 速
偏 转
中
一、
怎样求粒子加速后到达另一板的速度?
+q +
m ++
V0
匀速
++ ++ +
_
E
_ _ V=?
__
__
加速
_
匀速
U
U
一、带电粒子的加速
丝移动到金属板,
两处的电势差为U，电势 能减少量为eU.
减少的电势能全部转化为 电子的动能:
1 mv2 qU 2
例与练
1、下列粒子由静止经加速电压为U的电场加
速后，
哪种粒子动能最大 （ D ）
哪种粒子速度最大 （B ）
A、质子
B、电子
C、氘核
D、氦核
Ek
1 2
mv 2
qU
v 2qU m
与电量成正比
问:被这种紫外线照射出的电子，最大速度是 多少？
例与练
4、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。（不计粒子重力）
1、动力学观点：
只适用于
电场力:F=qE qU 匀强电场
d
由牛顿第二定律：a
F
qU
m md
Ad B
由运动学公式：
E
v2 0 2ad
带
电 粒受 子电 在场 电力 场
产 生 加 速 度
使 速 利用电场 度 变 使带电粒子 化
加 速
偏 转
中
一、
怎样求粒子加速后到达另一板的速度?
+q +
m ++
V0
匀速
++ ++ +
_
E
_ _ V=?
__
__
加速
_
匀速
U
U
一、带电粒子的加速
丝移动到金属板,
两处的电势差为U，电势 能减少量为eU.
减少的电势能全部转化为 电子的动能:
1 mv2 qU 2
例与练
1、下列粒子由静止经加速电压为U的电场加
速后，
哪种粒子动能最大 （ D ）
哪种粒子速度最大 （B ）
A、质子
B、电子
C、氘核
D、氦核
Ek
1 2
mv 2
qU
v 2qU m
与电量成正比
问:被这种紫外线照射出的电子，最大速度是 多少？
例与练
4、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。（不计粒子重力）
1、动力学观点：
只适用于
电场力:F=qE qU 匀强电场
d
由牛顿第二定律：a
F
qU
m md
Ad B
由运动学公式：
E
v2 0 2ad
第1章 9 带电粒子在电场中的运动—2020秋人教版高中物理选修3-1课件(共44张PPT)
物 理 选 修 人 教 版
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第一章 静电场
探究一 带电粒子在电场中的加速
1
粒子加速器是利用周期性变化的电场使带电粒子在其中不断被加速的仪 器，下图为加速器的一种——直线加速器。思考：
3-1·
物
理 选
为使粒子不断被加速，粒子运动到每个空隙时，电场方向应如何变化？
修
人 教 版
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第一章 静电场
第一章 静电场
请思考：示波管中电子的运动可分为几个阶段？各阶段的运动遵循什么规 律？
解析：一般可分为三个阶段：第一阶段为加速，遵循动能定理。第二阶段 为偏转，遵循类平抛运动规律。第三阶段从偏转电极出来后，做匀速直线运动 到达屏幕。
物 理 选 修 人 教 版
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3-1·
3-1·
第一章 静电场
课内互动探究
间加上高压 U，有一电子在 K 极由静止被加速。不考虑电子重力，元电荷为 e，
则下列说法正确的是
( C)
A．A、K 之间的电场强度为Ud
B．电子到达 A 极板时的动能大于 eU
物
C．由 K 到 A 电子的电势能减小了 eU
理 选 修
D．由 K 沿直线到 A 电势逐渐减小
人 教 版
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3-1·
第一章 静电场
物 理 选 修
人 教 版
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3-1·
第一章 静电场
4．运动规律(如图所示)
运 →垂直电场方向→→ →速 位度 移： ：vx＝x＝l＝____v__0___v__0t___
qUl
物 理 选 修
人
律动 规→→→平偏行转电角场度方：向tan→θ＝→→_位速__移度__m：：_q_dUyv_v＝ly_20＝_12_aa_tt＝_2＝___2_qm_lm_2vU_v20_d0_d_____
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第一章 静电场
探究一 带电粒子在电场中的加速
1
粒子加速器是利用周期性变化的电场使带电粒子在其中不断被加速的仪 器，下图为加速器的一种——直线加速器。思考：
3-1·
物
理 选
为使粒子不断被加速，粒子运动到每个空隙时，电场方向应如何变化？
修
人 教 版
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第一章 静电场
第一章 静电场
请思考：示波管中电子的运动可分为几个阶段？各阶段的运动遵循什么规 律？
解析：一般可分为三个阶段：第一阶段为加速，遵循动能定理。第二阶段 为偏转，遵循类平抛运动规律。第三阶段从偏转电极出来后，做匀速直线运动 到达屏幕。
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3-1·
3-1·
第一章 静电场
课内互动探究
间加上高压 U，有一电子在 K 极由静止被加速。不考虑电子重力，元电荷为 e，
则下列说法正确的是
( C)
A．A、K 之间的电场强度为Ud
B．电子到达 A 极板时的动能大于 eU
物
C．由 K 到 A 电子的电势能减小了 eU
理 选 修
D．由 K 沿直线到 A 电势逐渐减小
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3-1·
第一章 静电场
物 理 选 修
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3-1·
第一章 静电场
4．运动规律(如图所示)
运 →垂直电场方向→→ →速 位度 移： ：vx＝x＝l＝____v__0___v__0t___
qUl
物 理 选 修
人
律动 规→→→平偏行转电角场度方：向tan→θ＝→→_位速__移度__m：：_q_dUyv_v＝ly_20＝_12_aa_tt＝_2＝___2_qm_lm_2vU_v20_d0_d_____
人教版高中物理选修3-1带电粒子在电场中的运动(共46张PPT)
势能全部转化为电子的动能，所以
解出速度v并把数值代入，得:
问题与练习
真空中有一对平行金属板，相距6.2cm，两板电势差为90V。二价的氧 离子由静止开始加速，从一个极板到达另一个极板时，动能是多大？这 个问题有几种解法？哪种解法比较简便?
解法一：∆Ek=qU=2.9×
J
解法二：E= ，W=qEd=2.9×
带电粒子在电场中的运动
教学目标
学习运用静电力、电场强度等概念研究带电粒子在电场 中运动时的加速度、速度和位移等物理量的变化。 学习运用静电力做功、电势、电势差，等势面等概念研 究带电粒子在电场中运动时的能量转化。 了解示波器的工作原理，体会静电场知识对科学技术的影响。
教学重点 带电粒子在匀强电场中的运动规律。
②能量的观点来求
由动能定理：
-0
粒子加速后的速度只与加速电压有关。
带电粒子的加速
上述问题中，两块金属板是平行的，两板间的电场是匀强电场。如果两极板 是其他形状，中间的电场不再均匀，以上两种解法是否仍然适用？为什么？ 方法①不再适用 由于电场力做功与场强是否是均匀的无关，与运动路径也无关，故方法②仍 然适用。
电子沿X方向向外偏移。
人教版高中物理选修3-1 1.9带电粒子在电场中的运动(共46 张PPT)
人教版高中物理选修3-1 1.9带电粒子在电场中的运动(共46 张PPT)
示波器的原理
2.1.如果在电极XX ’之间不加电压，而在电极YY ’之间所加的电压按如 下左图所示的规律随时间变化，在荧光屏上会看到什么图形？
电子沿Y方向向下偏移。
人教版高中物理选修3-1 1.9带电粒子在电场中的运动(共46 张PPT)
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《带电粒子在电场中的运动》人教版高二物理选修3-1PPT课件
新知探究
三、简单的逻辑联结词逻来自联 结词符号“或”
“∨”
“且”
“∧”
“非” 两个“﹁命”题同 时成立
复合命题 及记号
两个命题中至少有一 个成立
与集合联系
p或q 记作p∨q
p且q 记作p∧q
非p 记作﹁p
1.对命题p的否定 2.命题的否定与否命题是不同的概念
新知探究
p或q”、“p且q”、“非p”的真假性的判断 （1）“非p” --- 真假相反 （2）“p且q” ----- 一假必假,全真为真 （3）“p或q” ----- 一真必真,全假为假
一、命题及其关系 1．命题的定义
我们把用语言、符号或式子表达的，可以判断 真假 的 陈述句 叫做命题。其中判断为真 的语句叫做 真命题 ，判断为假的语句叫做 假命题 。
新知探究
2.四种命题及相互关系
原命题 若p，则q
互逆
互 否
否命题 若¬ p，则¬ q
互逆
注：四种命题的真假性之间的关系 （1）互为逆否命题的命题，真假性相同 ； （2）互为逆命题或否命题的命题，真假性没有关系。
F
+
+q m
ｖ=?
__
试计算粒子到达负 极板时的速度？
U
一：带电粒子的加速运动
方法一：动力学观点： 主要利用牛顿运动定律和匀变速直线运动的规律
U
+
q
m
a F qU m md
①
_
v2 2ad
②
d
由①②得 v 2qU
③
带电粒子的加速
m
一：带电粒子的加速运动
方法二：能量观点 ——利用动能定理
qU 1 mv2 2
高中物理选修3-1课件：1.9带电粒子在电场中的运动 (共18张PPT)
带电粒子在运动过程中，电场力所做的功 W=qU。设带电粒子到达负极板时的动能 1 2 1 2 Ek mv ，由动能定理可知，qU mv 2 2 由此可求出
2qU v m
我们知道，两平行金属板间的电场是匀强 电场。如果两极板是其他形状，中间的电场不 是匀强电场，上面的结果是否适用？为什么？
【提出问题2】 带电粒子在什么位置射出电场？ （提示）带电粒子出电场的位置可用垂直于板面方向偏移的距离y 表示。 带电粒子在电场中运动的时间t
粒子运动的加速度a
粒子射出电场时的偏转距离y
l t v0
F eE eU a m m md
1 eU l y 2 md v0
二、 带电粒子的加速 【提出问题1】如何利用电场使带电粒子只被加速而 不改变运动方向？ 【提出问题2】如何控制加速的末速度？ （提示）设粒子的质量为m，电荷量为+q,两极板间的 距离为d，两板间电势差为U,两板间电场强度为E,粒子 在电场力的作用下，（不计重力）由静止开始从正极板 向负极板运动，到达负极板时的速度跟哪些物理量有关
课堂小结
一、带电粒子的加速
利用电场来改变或控制带电粒子的运动。下 面讨论两种最简单的情况：一是利用电场使带电 粒子加速，一是利用电场使带电粒子偏转。
带电粒子在电场中的速度公式：
2qU v m
二、带电粒子的偏转
带电粒子以速度v0垂直于电场线方向飞入 两带电平行板产生的匀强电场时，受到恒定的 与初速度方向成九十度角的电场力作用而做匀 变速曲线运动（轨迹为抛物线）。
三、带电粒子的偏转 如图所示，两个相同极板的长度为l，相距为d，极板间的电压为U 。一个电子沿平行于板面的方向射入电场中，射入时的速度v0。把 两板间的电场看做匀强电场，分析电子在电场中的运动情况． 【提出问题1】 （1）分析带电粒子的受力情况。 （2）你认为这种情况同哪种运动类似，用什么方法处理这种运动 呢? （3）你能类比得到带电粒子在电场中运动的研究方向改变了多少？ （提示）速度方向的改变可以用出电场时速度方向与进 电场时速度方向的夹角θ来表示，称之为速度的偏转。
整合选修3-1第一章 第9节 带电粒子在电场中运动 课件
粒子的偏转量和偏转角由加速电场和偏转电 场决定，所以三种粒子不可能分开为三股。
四、示波器
1、作用：观察电信号随时间变化的情况 2、组成：示波管（内部是真空的）、电子枪、偏
转电极和荧光屏组成。
3、原理
（1）、偏转电极不加电压：从电子枪射出的电 子将沿直线运动，射到荧光屏的中心点形成一个 亮斑。
（2）、仅在XX1（或YY1）加电压①若所加电压 稳 定，则电子流被加速、偏转后射到XX1（或 YY1）所在直线上某一点，形成一个亮斑（不在 中心）。
在右图中设加速电压为U， 电子电量为e质量为m。
由W= △ EK ，
若电压按正弦规律变化，如U=Umsinωt, 偏移也将按正弦规律变化，即这斑在水
平方向或竖直方向做简谐运动
课堂小结：
一、利用电场使带电粒子加速
从动力学和运动学角度分析 从做功和能量的角度分析
二、利用电场使带电粒子偏转 类似平抛运动的分析方法
强电场的问题就是一个类平抛的问题。
粒子在与电场垂直的方向上做匀速直线运动
粒子在与电场平行的方向上做初速为零的匀加 速运动
三、 加速和偏转一体 vy
v
_+
φ
++++++
v0
-q
y
m
U2
v0
U1 - - - - - L
v0
2qU1 m
y
qU2 2md
L2 v02
U 2 L2 4dU1
tan
qU2L mdv02
LU2 dU1
思考题：
让一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子的混合物经过 同一加速电场由静止开始加速，然后在同一偏转电场里 偏转，在通过加速电场时获得的动能是否相同？通过偏 转电场时，它们是否会分为三股？请说明理由。
四、示波器
1、作用：观察电信号随时间变化的情况 2、组成：示波管（内部是真空的）、电子枪、偏
转电极和荧光屏组成。
3、原理
（1）、偏转电极不加电压：从电子枪射出的电 子将沿直线运动，射到荧光屏的中心点形成一个 亮斑。
（2）、仅在XX1（或YY1）加电压①若所加电压 稳 定，则电子流被加速、偏转后射到XX1（或 YY1）所在直线上某一点，形成一个亮斑（不在 中心）。
在右图中设加速电压为U， 电子电量为e质量为m。
由W= △ EK ，
若电压按正弦规律变化，如U=Umsinωt, 偏移也将按正弦规律变化，即这斑在水
平方向或竖直方向做简谐运动
课堂小结：
一、利用电场使带电粒子加速
从动力学和运动学角度分析 从做功和能量的角度分析
二、利用电场使带电粒子偏转 类似平抛运动的分析方法
强电场的问题就是一个类平抛的问题。
粒子在与电场垂直的方向上做匀速直线运动
粒子在与电场平行的方向上做初速为零的匀加 速运动
三、 加速和偏转一体 vy
v
_+
φ
++++++
v0
-q
y
m
U2
v0
U1 - - - - - L
v0
2qU1 m
y
qU2 2md
L2 v02
U 2 L2 4dU1
tan
qU2L mdv02
LU2 dU1
思考题：
让一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子的混合物经过 同一加速电场由静止开始加速，然后在同一偏转电场里 偏转，在通过加速电场时获得的动能是否相同？通过偏 转电场时，它们是否会分为三股？请说明理由。
人教高中物理选修3-1：1.9《带电粒子在电场中的运动》课件(共24张PPT)(1)(完美版下载)
qU 1 mv 2 2
v 2 qU m
二、利用电场使带电粒子偏转
y 1 qU
2 md
L2
v
2 0
tan vy
v0
qUL
mdv
2 0
｛ 三、加速与偏转一体
v0
2qU1 m
y2qmU2dvL022
U2L2 4dU1
tanqU2L LU2
mdv02 2dU1
同学们现代技术神秘莫 测，但从最简单的物理现象 来说，现代技术并不神秘， 只要你能认真学习，你就是 下一个“爱因斯坦.”
C、使M、N间电压不变，距离减半 D、使M、N间电压不变，距离加倍
+
v 2qU
v与电压平方
U
m
根成正比
KTLX课堂练习3
3、如图，电子在电势差为U1的加速电场中由静止 开始加速，然后射入电势差为U2的两块平行极板间 的电场中，入射方向跟极板平行。整个装置处在真
空中，重力可忽略。在满足电子能射出平行板区的
tan vy
v0
qUL
mdv
2 0
6.8
KTLX课堂练习1
1、有一束正离子，以相同的速率从同一位置进入
带电平行板电容器的匀强电场中，所有粒子的运
C 动轨迹一样，说明所有离子（ ）
A、有相同的质量
B、有相同的电荷量 C、有相同的比荷 D、属于同一元素的同位素
y
qUl 2
2
mv
2 0
d
KTLX课堂练习2
一、带电粒子的加速
+q + m ++
E
V0
匀速
++ ++ +
人教版高中物理选修3-1课件第1章静电场1-9带电粒子在电场中的运动
【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．
[后判断] 动能定理是分析带电粒子在电场中加速常用的方法，试想该方法适用于非匀 强电场吗？ 【提示】 适用，由于W＝qU既用于匀强电场又适用于非匀强电场，故qU＝ 12mv2－12mv20适用于任何电场．
[合作探讨] 如图1-9-1所示，平行板电容器两板间电压为U.板间距离为d.一质量为m，带 电量为q的正离子在左板附近由静止释放．
2qU 则v＝______m___.
(2)在匀强电场中也可利用牛顿定律结合运动学公式分析．
[再思考] 1．基本带电粒子在电场中不受重力．( × ) 2．带电粒子仅在电场力作用下运动时，动能一定增加．( × ) 3．带电粒子在电容器两板间加速时，若电压不变，增大板间距离时，并不改 变粒子末速度大小，但改变运动时间．(√ )
【解析】 由运动学和动力学规律画出如图所示的 v-t 图象可知，电子一直向 B 板运动，选项 C 正加速运动问题的两点提醒 (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 律途径求解．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．
[核心点击] 1．带电粒子偏转规律 (1)速度：分速度vx＝v0，vy＝at 合速度大小v＝ v20＋v2y 合速度方向 tan θ＝vv0y＝va0t＝mqdUvl20 (2)位移：分位移x＝v0t，y＝12at2 合位移s＝ x2＋y2 合位移方向tan α＝yx＝2mqUdvl 20
人教版高中物理选修3-1第一章1.9带电粒子在电场中的运动课件(共35张PPT)
qE
现代实验测出的电子电荷量是 e=1.60217733×10-19C
mg -------
科学漫步
图1.9-9是起电机部分的示意图。金属球壳固定在绝缘支 柱顶端，绝缘材料制成的传送带套在两个转轮上，由电动机带 动循环运转。E和F是两排金属针(称做电刷)。
当电刷E与几万伏的直流高压电源的正极接 通时，E与大地之间就有几万伏的电势差。由于 尖端放电，正电荷被喷射到传送带上，并被传 送带带着向上运动。当正电荷到达电刷F附近时， F上被感应出异号电荷。由于尖端放电，F上的 负电荷与传送带上的正电荷中和，从而使传送 带失去电荷，而F上剩下了正电荷。由于导体带 电电荷只能存在于外表面，所以F上的正电荷立 即传到金属壳的外表面。这样，由于传送带的 运送，正电荷不断从直流电源传到球壳的外表 面，从而在金属壳与大地之间形成高电压。
v0
θ
- - - - - - - -- - - -- - - - - - - -
l
vy
v
例6：让一价氢离子，一价氦离子和二价氦离子的混
合物经过同一个加速电场由静止开始加速，然后在同
一偏转电场里偏转，他们是否会分离为三股粒子束？
请通过计算说明。 U1
解：设加速电场电压为U1，
偏转电场电压为U2，宽为
1.9带电粒子在电场中的运动
新课导入
1、在电场中带电粒子受什么力的作用？
+++++++
通常要受到重力和电场力
qE
mg -------
2、电场中的带电粒子一般可分为两类：
①带电的基本粒子：如电子，质子，α 粒子，正 负离子等。一般都不考虑重力。
②带电微粒：如带电小球、液滴、尘埃等。除非 有说明或明确的暗示以外，一般都考虑重力。
现代实验测出的电子电荷量是 e=1.60217733×10-19C
mg -------
科学漫步
图1.9-9是起电机部分的示意图。金属球壳固定在绝缘支 柱顶端，绝缘材料制成的传送带套在两个转轮上，由电动机带 动循环运转。E和F是两排金属针(称做电刷)。
当电刷E与几万伏的直流高压电源的正极接 通时，E与大地之间就有几万伏的电势差。由于 尖端放电，正电荷被喷射到传送带上，并被传 送带带着向上运动。当正电荷到达电刷F附近时， F上被感应出异号电荷。由于尖端放电，F上的 负电荷与传送带上的正电荷中和，从而使传送 带失去电荷，而F上剩下了正电荷。由于导体带 电电荷只能存在于外表面，所以F上的正电荷立 即传到金属壳的外表面。这样，由于传送带的 运送，正电荷不断从直流电源传到球壳的外表 面，从而在金属壳与大地之间形成高电压。
v0
θ
- - - - - - - -- - - -- - - - - - - -
l
vy
v
例6：让一价氢离子，一价氦离子和二价氦离子的混
合物经过同一个加速电场由静止开始加速，然后在同
一偏转电场里偏转，他们是否会分离为三股粒子束？
请通过计算说明。 U1
解：设加速电场电压为U1，
偏转电场电压为U2，宽为
1.9带电粒子在电场中的运动
新课导入
1、在电场中带电粒子受什么力的作用？
+++++++
通常要受到重力和电场力
qE
mg -------
2、电场中的带电粒子一般可分为两类：
①带电的基本粒子：如电子，质子，α 粒子，正 负离子等。一般都不考虑重力。
②带电微粒：如带电小球、液滴、尘埃等。除非 有说明或明确的暗示以外，一般都考虑重力。
人教版高中物理选修3-1课件第一章第九节带点粒子在电场中运动.pptx
C
y 1 at 2 1 qUl 2
2
2 mv02d
d 2
如图所示,两极板与电源相连接,电子从负极
板边缘垂直电场方向射入匀强电场,且恰好
从正极板边缘飞出,现在使电子射入速度变
为原来的两倍,而电子仍从原来位置射入,且
仍从正极板边缘飞出,则两极板间距离就变
为原来的()
C
A.2倍B.4倍C.倍D.倍
1 2
_加速+
偏转
v
++++++
-q
m
v0
U2
U1 - - - - - -
L
三、加速和偏转一体
_加速+
偏转
v
++++++
-q
m
v0
U2
U1 - - - - - L
通过加速电场的末速度为进入偏转电场的初速度
v0
2qU1 m
y
qU 2 2md
L2 v02
U 2 L2 4dU1
tan
qU 2 L mdv02
tan
qU 2 L mdv02
LU 2 dU1
四、示波器
1、作用：观察电信号随时间变化的情况 2、组成：示波管（内部是真空的）、电 子枪、偏转电极和荧光屏组成。
电子枪
Y X
Y’ X’
-+
偏转电极
Y
X’
X
Y’
荧光屏
在A、B左端距AB等距离处的O点,有一电
量为+q质量为m的粒子以初速度V0沿水平 方向(与A、B板平行)射入.不计重力,要使此
粒子A 能从C处射出,则A、B间的A 电压应为()
人教版高中物理选修3-1课件第一章静电场第9节《带电粒子在电场中的运动》课时2
O
t2
t1
t
DE F
Xˊ
B
A
C
t1
t2
X
UX
EF
D
D
F
E
O A B C t1
t2 t
Yˊ
如果信号电压是周期性的，并且扫
描电压与信号电压的周期相同，就
可以在荧光屏上得到待测信号在一
个周期内随时间变化的稳定图象。
Xˊ
UY
O
t
Y X
Yˊ
UX
O
t
示波器图象
示波管的主要工作原理
1.偏转电极不加电压时：从电子枪射出的电子将沿直线运动， 射到荧光屏的心点形成一个亮斑。 2.在XX′(或YY′)加电压时：若所加电压稳定，则电子被加速，偏 转后射到XX′(或YY′)所在直线上某一点，形成一个亮斑(不在中 心)。 3.示波管实际工作时，竖直偏转板和水平偏转板都加上电压。 一般地，加在竖直偏转板上的电压是要研究的信号电压，加在 水平偏转板上的电压是扫描电压，若两者周期相同，在荧光屏 上就会显示出信号电压在一个周期内随时间变化的波形图。
1．了解带电粒子在电场中的运动——只受电场力，带电 粒子做匀变速运动。
2．重点掌握初速度与场强方向垂直的带电粒子在电场中 的运动(类平抛运动)。
3．知道示波管的主要构造和工作原理。
重点：带电粒子在电场中的加速和偏转规律。 难点：带电粒子在电场中的偏转问题及应用。
示波器
电压信号波形图
一起来了解下微观粒子运动的奥秘吧
解：(1)设电子进入AB板时的初速度为v0
eU1
1 2
mv02
v0
2eU1 m
(2)设电子在偏转电压为U0时进入AB板间
人教版高中物理选修3-1课件第一章第9节带电粒子在电场中的运动
点评：此类问题为类平抛运动的问题，要运用解决曲 线运动的方法．即运用运动的合成与分解的观点，解决较 复杂的曲线运动．解决这类问题的关键是要分析好受力， 弄清两个分运动的性质，再根据运动的等时性、独立性和 运动学规律列方程求解．
变式迁移 如图所示，一束带电粒子(不计重力)，垂直电场线
方向进入偏转电场，试讨论在以下情况中，粒子应具备 什么条件，才能得到相同的偏转距离y和偏转角度θ.(U、d、 l保持不变)
高中物理课件
（金戈铁骑 整理制作）
静电场
第9节 带电粒子在电场中的运动
在电子技术中，有时 需要研究信号源的电压、电 流等是如何变化的，若能测 得这些物理量随时间变化的 波形图，信号源的情况就会 一目了然，使用示波器可以 实现这一点．如右图所示为 示波器．你知道它的主要部 件——示波管的工作原理吗？
的偏转角度总是相同的．
(2)粒子从偏转电场中射出时偏移量
y＝21at2＝12·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，则
qU1l2 x＝tany θ＝2qdUm1vl20＝2l ④
mv20d
由④式可知，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．
1．带电粒子的加速
(1)运动状态分析：带电粒子沿与电场线平行的方向进 入匀强电场，受到静电力与运动方向________，做匀加(减) 速________运动．
(2)用功能观点分析：________________________(语言 叙述动能定理)
qU＝12mv2(初速度________时) qU＝12mv2－12mv02(初速度________时)
(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的，则
人教版高中物理选修3-1第一章1.9带电粒子在电场中的运动(共16张PPT)
v
2qU m
2、动能定理： v 2qU
m
初速度不 为零呢？
A
dB
质量为m，带电量
+
+
E-
v
为q的正电荷从正 极板以初速度V0出
+
- 发，求其到达负极
U
板时的速度。
v
v02
2qU m
一、带电粒子的加速 小结
1、运动学：
电场力: F qE q U
d
d
加速度: a F qU
q
m dm
末速度: v 2qU
- v0
1 2
mv02
qU
U d
U
例与练
4、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。（不计粒子重力）
WAB
1 2
mv
m
运行时间: t d 2m
qU
U
+
-
2、动能定理：
电场力做功:W=qU qU 1 mv2
2
例题1：炽热的金属丝可以发射电子。在金属 丝和金属板间加以电压U=2500V，发射出的电 子在真空中加速后，从金属板的小孔穿出。电 子穿出时的速度有多大？设电子刚离开金属丝 时的速度为零。
例题1：炽热的金属丝可以发射电子。在金属
2
1 2
mv02
WAB qU AB
qU AB q为负 v
1 mv 2
2qU AB m
2
1 2
v0 2
mv02
【最新】高中物理选修3-1课件(人教版)：1.9+带电粒子在电场中的运动(共76张PPT).ppt
( )。
A.
h
C
. D.
【答案】D
3.在匀强电场中,有ຫໍສະໝຸດ 个质量分别为 m 和 M、电荷量分别为 q 和 Q 的
粒子,从静止开始沿电场方向通过相同的距离,则两者的动能之比为
( )。
A.
B.
C.
D.
【答案】D
4.(多选)a、b、c 三个氦原子核 He 由同一点垂直电场 方向进入偏转电场,其轨迹如图所示,其中 b 恰好飞出
1.带电粒子在电场中的加速
真空中有一对平行板,A 板接电源的正极,B 板接电源的负极,两
极板间形成匀强电场。在两板间若要加速一个电子,获得最大的速度,
该电子应从①B 极板释放。若极板间电势差为 U,电子质量为 m、电
荷量为 q,电子由静止加速后的最大速度为②
。
2.带电粒子在匀强电场中的偏转
(1)进入电场的方式:以初速度 v0③垂直于电场线进入匀强电场。
解答:有可能。
3.装置不变的情况下,如何能减小带电粒子通过匀强电场后的
偏转角? 解答:增大带电粒子初速度。
4.示波管中偏转电极都不带电时,电子枪射出的电子打在屏的
什么位置? 解答:屏的中心位置。
1.关于公式 v=的适用条件,下列说法正确的有( )。 A.只适用于匀强电场中 v0=0 的带电粒子被加速 B.只适用于匀强电场中,粒子运动方向和电场强度方向平行的
(1)教材中对图 1.9-1(计算粒子到达另一个极板时的速度)情形
是从功能转化角度运用动能定理分析的,你能否利用牛顿第二定律 从动力学角度进行分析?
(2)如果带电粒子不是由静止开始,而是以初速度 v0 从正极板向
负极板运动,到达负极板时的速率是多少?如果沿着不同的路线,到 达负极板时的速率相等吗?
A.
h
C
. D.
【答案】D
3.在匀强电场中,有ຫໍສະໝຸດ 个质量分别为 m 和 M、电荷量分别为 q 和 Q 的
粒子,从静止开始沿电场方向通过相同的距离,则两者的动能之比为
( )。
A.
B.
C.
D.
【答案】D
4.(多选)a、b、c 三个氦原子核 He 由同一点垂直电场 方向进入偏转电场,其轨迹如图所示,其中 b 恰好飞出
1.带电粒子在电场中的加速
真空中有一对平行板,A 板接电源的正极,B 板接电源的负极,两
极板间形成匀强电场。在两板间若要加速一个电子,获得最大的速度,
该电子应从①B 极板释放。若极板间电势差为 U,电子质量为 m、电
荷量为 q,电子由静止加速后的最大速度为②
。
2.带电粒子在匀强电场中的偏转
(1)进入电场的方式:以初速度 v0③垂直于电场线进入匀强电场。
解答:有可能。
3.装置不变的情况下,如何能减小带电粒子通过匀强电场后的
偏转角? 解答:增大带电粒子初速度。
4.示波管中偏转电极都不带电时,电子枪射出的电子打在屏的
什么位置? 解答:屏的中心位置。
1.关于公式 v=的适用条件,下列说法正确的有( )。 A.只适用于匀强电场中 v0=0 的带电粒子被加速 B.只适用于匀强电场中,粒子运动方向和电场强度方向平行的
(1)教材中对图 1.9-1(计算粒子到达另一个极板时的速度)情形
是从功能转化角度运用动能定理分析的,你能否利用牛顿第二定律 从动力学角度进行分析?
(2)如果带电粒子不是由静止开始,而是以初速度 v0 从正极板向
负极板运动,到达负极板时的速率是多少?如果沿着不同的路线,到 达负极板时的速率相等吗?
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