高二物理带电粒子在电场中运动

匀速+
加速 _ 匀速 由牛顿定律得：
+
+ V0
(+q,m) + + +
V1
U
_ 若在匀强电场中
_V 由动能定理可得
_
F qE qU
_ 1 2m aV2m1 2mV o2m q m U d
V _
V
V
2
V
V
20 2qm VU0 22 ad2
2
q Uo
m
高二物理带电粒子在电场中运动
思考题
如两极板间不是匀强电场该 用何种方法求解？为什么？
电场力的功与重力的功一样，都只与始末位置有关，与路径无 关．它们分别引起电荷电势能的变化和重力势能的变化，从电荷 运动的全过程中功能关系出发(尤其从静止出发末速度为零的问 题)往往能迅速找到解题入口或简化计算．
高二物理带电粒子在电场中运动
三、带电粒子的偏转
++++++
Y
如图所示，在真空中
q
d
v0
水平放置一对金属板 U Y和Y’，板间距离为d。
高二物理带电粒子在电场中运动
带电粒子在电场中的运动
三、带电粒子的偏转：
加速度: a F qE qU m m md
类平抛运动
飞行时间： t l v0
动能定理
高二物理带电粒子在电场中运动
提取题目信息的几点注意：
1.带电的基本粒子：电子、质子、离子等微观带电 粒子所受重力一般远小于电场力，重力可以忽略（ 有说明或暗示除外）。 注意：忽略粒子的重力并不是忽略粒子的质量.
2.带电微粒：如带电小球、液滴、油滴、尘埃等。 除非有说明或明确的暗示以外，一般都考虑重力。
在两板间加以电压U，
一电荷量为q质量为
-Y′ - - - - L
m的带电粒子从极板
中央以水平速度v0射 入电场。试分析带电
粒子在电场中的运动
情况。
高二物理带电粒子在电场中运(不动 计粒子的重力)
带电粒子在电场中的运动
三、带电粒子的偏转：（侧移距离）
类平抛运动
分析方法
沿初速度方向—— 匀速直线运动
沿电场力方向—— 初速度为零的匀加 速直线运动
受电场力必为竖直向上。又
因为场强方向竖直向下，所
以带电体带负电。 高二物理带电粒子在电场中运动
二、带电粒子的加速
U
+
qቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
m
d
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。两板间有一带正电荷q 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，到达负板 时的速度有多大？(不考虑粒 子的重力）
高二物理带电粒子在电场中运动
解：（动能定理）
在整个过程中，由动能定理得： mg(h+d)-qUmin=0 Umin=mg(h+d)/q
高二物理带电粒子在电场中运动
结论：由于电场力做功与场强是否 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。
高二物理带电粒子在电场中运动
小结：
• 1、研究带电粒子在电场中运动的两条主要线索 （1）力和运动的关系——牛顿第二定律 （2）功和能的关系——动能定理 • 2、研究带电粒子在电场中运动的两类重要的思维技巧 （1）类比与等效
电场力和重力都是恒力，在电场力作用下的运动可与重力作用下的 运动类比
（2）整体法(全过程法)
导入新课：
仪器名称：示波器 型 号：COS5100
北京正负电子对撞机加 速器的起点
系统运行时，数以10亿计的电 子就将从这条加速管中以接近 光速冲进储存环中发生碰撞
高二物理带电粒子在电场中运动
高中物理新课程 人教版
E
v v
制作：宋建斌
高二物理带电粒子在电场中运动
新
课
教
带电粒子在电场中的运动
学
教学三维目标：
e U 1 mv 2 2
v 2 eU m
代入数据得：v=3×107m/ s
若初速度不为零到达负高二板物理时带电的粒子速在电度场中有运动多大？
二、带电粒子的加速
+q + m ++
E
V0
匀速
++ ++ +
加速
U
_
_ _ V=?
__
__
_
匀速
U
高二物理带电粒子在电场中运动
加速后粒子的速度怎样计算呢？
一、知识与技能 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。
二、过程与方法 培养学生综合运用力学和电学的知识分析解决带电粒子在电场中的运动。
三、情感态度与价值观 1、渗透物理学方法的教育：运用理想化方法，突出主要因素，忽略次要因素，不计
高二物理带电粒子在电场中运动
U
+
qF
m
d 带电粒子的加速
1、受力分析: 水平向右的电场力
_
F＝Eq=qU/d
2、运动分析: 初速度为零，加速度 为a=qU/md的向右匀 加速直线运动。
解法一 运用运动学知识求解 解法二 由动能定理可得
v22ad2qUd2qU md m
qU 1 mv 2 2
v 2qU m
粒子重力。 2、培养学生综合分析问题的能力，体会物理知识的实际应用。
高二物理带电粒子在电场中运动
带电粒子在电场中的运动
一、带电粒子的平衡 二、带电粒子的加速 三、带电粒子的偏转 四、示波管的原理
高二物理带电粒子在电场中运动
★研究带电粒子运动的主要工具：
电场力
F=qE
加速度
a=F/m
电场力的功
W=qU
v 2 qU m
带电粒子高的二物减理带速电粒？子在电场中运动
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？ 设电子刚从金属丝射出时的速度为零。
解： 由动能定理可得
由于电场力做功与场强是 否匀强无关，与运动路径也 无关，第二种方法仍适用！
高二物理带电粒子在电场中运动
学生练习1
• 如图所示,水平放置的A、B两平行金属板 相距为d,现有质量为m,电量为-q的小球,从 距A板高h处自由下落,通过小孔C进入电场 ,但没能到达B板,求AB间电势差的最小值？
h
A C
d B
3.某些带电体是否考虑重力，要根据题目暗示或运动状态来
判定
高二物理带电粒子在电场中运动
一、带电粒子的平衡：若带电粒子在电场中所受
合力为零时，将保持静止状态或匀速直线运动状态。
例 ：带电粒子在电场中处于静止状态，该
粒子带正电还是负电?
+++++++
Eq
分析：带电粒子处于静止状
mg
态，∑F＝0，Eq=mg，因为- - - - - - 所受重力竖直向下，所以所