高中物理《带电粒子在电场中的运动》课件
合集下载
高中物理精品课件： 带电粒子在电场中的运动
圆环的中点)，轨道的水平部分与半圆环相切于C点，D为水平轨道上的
一点，而且CD＝2R，把一质量m＝100 g、带电荷量q＝10－4 C的带负
电小球，放在水平轨道的D点，由静止释放后，在轨道的内侧运动．g
＝10 m/s2，则：
(1)小球到达B点时的速度是多大？
(2)小球到达B点时对轨道的压力是多大？
解析：(1)小球从 D 至 B 的过程中，由动能定理：
v
0
0
=
02
=
02 + 2
tan 2 tan
如图所示，有一带电粒子贴着A板沿水平方向射入匀强电场，当
偏转电压为U1时，带电粒子沿①轨迹从两板正中间飞出；当偏转
电压为U2时，带电粒子沿②轨迹落到B板中间；设粒子两次射入电
场的水平速度相同，则两次偏转电压之比为( A )
偏转距离 y＝ at ④
2
d
能飞出的条件为 y≤ ⑤
2
2Ud2
联立①～⑤式解得 U′≤ 2 ＝4.0×102 V
l
即要使电子能飞出，所加电压最大为 400 V.
[答案]
400 V
如图所示为真空示波管的示意图，电子从灯丝K发出(初速度不计)，经
灯丝与A板间的加速电压U1加速，从A板中心孔沿中心线KO射出，然后进
双光子医用直线加速
器是用于癌症放射治
疗的大型医疗设备，
它通过产生X射线和
电子线，对病人体内
的肿瘤进行直接照射，
从而达到消除或减小
肿瘤的目的。
一、带电粒子的加速
+
+q
++
m
+ +
V0=0
一点，而且CD＝2R，把一质量m＝100 g、带电荷量q＝10－4 C的带负
电小球，放在水平轨道的D点，由静止释放后，在轨道的内侧运动．g
＝10 m/s2，则：
(1)小球到达B点时的速度是多大？
(2)小球到达B点时对轨道的压力是多大？
解析：(1)小球从 D 至 B 的过程中，由动能定理：
v
0
0
=
02
=
02 + 2
tan 2 tan
如图所示，有一带电粒子贴着A板沿水平方向射入匀强电场，当
偏转电压为U1时，带电粒子沿①轨迹从两板正中间飞出；当偏转
电压为U2时，带电粒子沿②轨迹落到B板中间；设粒子两次射入电
场的水平速度相同，则两次偏转电压之比为( A )
偏转距离 y＝ at ④
2
d
能飞出的条件为 y≤ ⑤
2
2Ud2
联立①～⑤式解得 U′≤ 2 ＝4.0×102 V
l
即要使电子能飞出，所加电压最大为 400 V.
[答案]
400 V
如图所示为真空示波管的示意图，电子从灯丝K发出(初速度不计)，经
灯丝与A板间的加速电压U1加速，从A板中心孔沿中心线KO射出，然后进
双光子医用直线加速
器是用于癌症放射治
疗的大型医疗设备，
它通过产生X射线和
电子线，对病人体内
的肿瘤进行直接照射，
从而达到消除或减小
肿瘤的目的。
一、带电粒子的加速
+
+q
++
m
+ +
V0=0
公开课《带电粒子在电场中的运动》省公开课获奖课件市赛课比赛一等奖课件
tan
eU 2l mv02d
U2l 2U1d
y U2l 2 4U1d
与粒子旳电量q、 质量m无关
SKT思索题
试证明：带电粒子垂直进入偏转电场，离开电场
时就好象是从初速度所在直线旳中点沿直线离开
电场旳。 x
θ
y
qUl 2 2mv02d
tan
qUl mv02d
qUl 2
x y 2mv02d
第九节：带电粒子在电场中旳运动
QJJR情景引入
火爆旳电视剧让你深深旳沉迷在其中，你 旳心情随情节而起伏，从我们物理学旳角度， 我想问你，你了解电视机旳工作原理吗？电视 机是怎样工作旳，在电子技术中，示波器能简 朴旳反应这一原理，就让我们从电子在电场中 旳运动说起吧！
SWMB三维目的设计
能够从受力和能量转换旳角度分析带电粒子 在电场中旳运动，培养用运动分解旳措施来研究 问题旳能力，进而了经过示波器旳研究了解电视 机旳工作原理，渗透物理学措施旳教育：利用理 想化措施，突出主要原因，忽视次要原因，认识 哲学旳措施美。
A、有相同旳质量
B、有相同旳电荷量 C、有相同旳比荷
C
D、属于同一元素旳同位素
y
qUl 2 2mv02d
KTLX课堂练习2
2、如图所示，M、N是在真空中竖直放置旳两块
平行金属板，质量为m、电量为+q旳质子，以极
小旳初速度由小孔进入电场，当M、N间电压为
U时，粒子到达N板旳速度为v，假如要使这个带
电粒子到达N板旳速度为2v ，则下述措施能满足
解：由动能定理，得
eU 1 mv 2 2
v 2eU m
代入数值得：v=3.0×107m/s
y
1 qU
微型专题03 带电粒子在电场中的运动(四种题型)(课件)(共33张PPT)
面方向的偏转距离Δy；
(2)分析物理量的数量级，是解决物理问题的常用方法.在解决(1)问时忽略了电子所
受重力，请利用下列数据分析说明其原因.已知U＝2.0×102 V，d＝4.0×10－2 m，m
＝9.1×10－31 kg，e＝1.6×10－19 C，g＝10 m/s2.
新教材 新高考
1
解析（1）根据动能定理，有 eU0＝ mv02，
里的最高点不一定是几何最高点，而应是物理最高点.几何最高点是图形
中所画圆的最上端，是符合人眼视觉习惯的最高点.而物理最高点是物体
在圆周运动过程中速度最小(称为临界速度)的点.
新教材 新高考
例4.如图所示，半径为r的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内，环上套有一质量为m、带
电荷量为＋q的珠子，现在圆环平面内加一个匀强电场，使珠子由最高点A从静止开始
仍沿水平方向并恰好从B板边缘水平飞出(g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos
37°=0.8)。求:
(1)液滴的质量;
(2)液滴飞出时的速度。
新教材 新高考
答案:(1)8×10-8 kg
7
(2) 2 m/s
解析:(1)根据题意画出带电液滴的受力图如图所示,可得
qEcos α=mg
E=
暗示以外，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。除非有说
明或明确的暗示以外，一般都考虑重力。
注意：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
新教材 新高考
带电粒子在匀强电场中运动状态：
静止
平衡（F合=0）
匀速直线运动
匀变速运动
（F合≠0）
匀变速直线运动—加速、减速
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，
10.5 带电粒子在电场中的运动(课件)
d
+
q、
m
垂直电场方向：匀速直线运动
U
v0
---------- +
L
沿电场方向：初速度为零的匀加速直线运动
三、带电粒子在电场中的偏转
【问题提出】如图，粒子以初速度v0射入电场，求射出电场时沿垂直
于板面方向偏移的距离y和速度偏转的角度θ。
+ + + + + + + + + + +
q、m
d
+
偏移距离（侧移
第二定律结合匀变速直线运动公式分析;另
一种是利用静电力做功结合动能定理分析。
选择：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，适合运用前一种思路分析;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，适合运用后一种思路分析。
多级加速
问题：如图多级平行板连接，能否加速粒子？
2
v
2qU
m
总结：粒子加速后的速度只与加速电压有关。
+
F
U
v
二、带电粒子在电场中的加速
思
考
：
若两极板间不是匀强电场，该用何种方法求解？
能量观点：动能定理
若粒子的初速度为零,则:
1
qU mv 2
2
1
1
2
2
mv
mv
0 qU
若粒子的初速度不为零,则:
2
2
二、带电粒子在电场中的加速
方法：分析带电粒子加速的问题，常有两种思路∶ 一种是利用牛顿
Xˊ
X
物质的残光特性，
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ppt课件
讲授新课 微观粒子所受静电力远大于重力，通常重力可忽略不计，只考
虑静电力对其运动状态的影响即可。若电子质量为 m，电荷量的大 小为 e，金属板与金属丝间所加电压为 U，电子刚离开金属丝时的 速度近似为零，根据动能定理，静电力做功等于电子动能的增加量， 电子穿过金属板时的动能
讲授新课 它穿过金属板时的速度
小节练习
5.如图所示，某直线加速器由沿轴线分布的 一系列金属圆管（ 漂移管 A、B、C、D、E） 组成，质子从 K 点沿轴线进入加速器并依次 向右穿过各漂移管，在漂移管内做匀速直线运动，在漂移管间被电场 加速，加速电压视为不变。设质子进入漂移管 B 时速度为8× 106 m/s， 进入漂移管 E 时速度为 1×107 m/s，漂移管间缝隙很小，质子的电荷 量与质量之比为 1×108 C/kg。求相邻漂移管间的加速电压。
高中物理鲁科版必修第三册
第二章 电势能与电势差
2.4 带电粒子在电场中的运动
情境导入
带电粒子在电场中受到静电力的作用， 速度会发生改变。在示波器（ 图 2-16）和 直线加速器等设备中，常通过电场来控制 带电粒子的运动。这些仪器是怎样控制带 电粒子运动的呢？本节将以示波器为例， 介绍如何利用电场控制带电粒子的加速和偏转。
典例精析
解 质子在该匀强电场中受到竖直向下的静电力，在竖直方向上做 匀加速运动，加速度
质子在水平方向不受力，做匀速直线运动，在水平方向的速度
vx 保持不变
vo = vx
典例精析
解
在极板间运动的时间
质子离开电场时竖直方向偏移的距离
代入数值，得y = 0.94 cm
典例精析 解 质子离开偏转电场时，平行于电场方向的分速度vy为
高中物理鲁科版必修第三册
《带电粒子在电场中的运动》PPT优秀课件
带电粒子在电场中的运动
----示波器
回顾
1、带电粒子在电场中的加速
1
qU mvt 2
2
2、带电粒子在电场中的偏转
粒子作类平抛运动
3、带电粒子加速与偏转问题综合
若带电粒子由静止先经加速电场(电压 U1)加速，又进入偏
2
1 2 qU2l
y＝2at ＝2dmv20
转电场(电压 U2)，射出偏转电场时偏移量
组成结构：电子枪，偏转电极和荧光屏；
管内抽成真空；电子枪的作用是产生高速飞行的电子；
示波管原理示意图：
示波管
1、如果在偏转电极X X' 之间和偏转电极Y Y' 之间都没有加电压
电子束从电子枪射出后沿直线传播，打在荧光屏中心，在那里产生一个亮斑。
示波管
2、如果在电极 X X' 之间不加电压，但在 Y Y' 之间加不变的电压
qU1＝1mv20
2
U2l2
U2l
⇒y＝
，速度偏转角的正切值为 tan θ＝
。
4dU1
2U1d
偏转电极的不同放置方式
若金属平行板水平放置，电子将在竖直方向发生
偏转。
若金属平行板竖直放置，电子将在水平方向发生
偏转。
示波管
新知讲解
示波器：用来观察电信号随时间变化的电子仪器。其核心部分是示波管
示波管
常见的扫描电压：
（2）信号电压：UYY'（竖直方向）
常见的信号电压：
示波管
研究：若在水平方向和竖直方向分别加入如图所示的交变电压，显示屏上的图像如何？
要点：
（1）若周期电压发生变化，则象限图中形成
的图像也会变化。
----示波器
回顾
1、带电粒子在电场中的加速
1
qU mvt 2
2
2、带电粒子在电场中的偏转
粒子作类平抛运动
3、带电粒子加速与偏转问题综合
若带电粒子由静止先经加速电场(电压 U1)加速，又进入偏
2
1 2 qU2l
y＝2at ＝2dmv20
转电场(电压 U2)，射出偏转电场时偏移量
组成结构：电子枪，偏转电极和荧光屏；
管内抽成真空；电子枪的作用是产生高速飞行的电子；
示波管原理示意图：
示波管
1、如果在偏转电极X X' 之间和偏转电极Y Y' 之间都没有加电压
电子束从电子枪射出后沿直线传播，打在荧光屏中心，在那里产生一个亮斑。
示波管
2、如果在电极 X X' 之间不加电压，但在 Y Y' 之间加不变的电压
qU1＝1mv20
2
U2l2
U2l
⇒y＝
，速度偏转角的正切值为 tan θ＝
。
4dU1
2U1d
偏转电极的不同放置方式
若金属平行板水平放置，电子将在竖直方向发生
偏转。
若金属平行板竖直放置，电子将在水平方向发生
偏转。
示波管
新知讲解
示波器：用来观察电信号随时间变化的电子仪器。其核心部分是示波管
示波管
常见的扫描电压：
（2）信号电压：UYY'（竖直方向）
常见的信号电压：
示波管
研究：若在水平方向和竖直方向分别加入如图所示的交变电压，显示屏上的图像如何？
要点：
（1）若周期电压发生变化，则象限图中形成
的图像也会变化。
高中物理带电粒子在电场中的运动精品课件-PPT
四、示波器得原理 (第二课时)
1、示波器作用:就是一种用来观察电信号随时间 变化得电子仪器。
2、她得核心部件就是示波管:由电子枪、偏转电 极和荧光屏组成,管内抽成真空。
四、示波器得原理
产生高速飞 锯齿形扫 行得电子束 描电压
使电子沿x 方向偏移
待显示得 电压信号
使电子沿Y 方向偏移
3、原
理已知:U1、l、YY׳偏转电极得电压U2、板间距d 、 板
y U2l2
4U1d
与粒子得电量q、 质量m无关
中,重力可忽略。在满足电子能射出平行板区得条
件下,下述四种情况中,一定能使电子得偏转角θ变大
得就是 ( )
A、U1变大、U2变大 C、U1变大、U2变小
B、U1变小、U2变大 D、U1变小、U2变小
析与解 对加速过程由动能定理:
qU1
1 2
mv02
mv02 2qU1
对偏转过程由偏转角正切公式:
开电场后得偏转角正切为0、25
√D、如果带电粒子得初动能为原来得2倍,则粒子离 开电场后得偏转角正切为0、25
强化练习
5、质子(质量为m、电量为e)和二价氦离子
(质量为4m、电量为2e)以相同得初动能垂
直射入同一偏转电场中,离开电场后,她们
得偏转角正切之比为
2:1,侧移之比
为
。2:1
tan qUl
析与解
y
qUl 2 2mv02d
而yc yb
v0c ya
ybv0b又y又 t1atvl20
2
tc tb ta tb
而la lb v0a v0b
Ek W qEy
Eka Ekb Ekc
强化练习
7、如图,电子在电势差为U1得加速电场中由静止开 始加速,然后射入电势差为U2得两块平行极板间得 电场中,入射方向跟极板平行。整个装置处在真空
人教版高中物理必修三第十章 5.带电粒子在电场中的运动课件
附近向负极板运动。
试结合上述情境讨论:
(1)怎样计算它到达负极板时的速度?
(2)若粒子带的是负电荷(初速度为v0),将做匀减速直线运动,如果
能到达负极板,其速度如何?
(3)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,
如果两金属板是其他形状,中间的电场不再均匀,上面的结果是否
仍然适用?为什么?
强电场,受到与初速度方向垂直的恒定静电力作用而做匀变速曲线
运动。
2.处理方法:带电粒子以初速度v0垂直于电场线方向飞入匀强电
场,将带电粒子的运动沿初速度方向和静电力方向进行分解:(1)沿
初速度方向的分运动为匀速直线运动。(2)沿静电力方向的分运动
为初速度为零的匀加速直线运动。
课前篇自主预习
必备知识
不变,故 A、B 项错误,C 项正确;粒子做初速度为零的匀加速直线运
在电场中的偏转是曲线运动。
答案:√
课前篇自主预习
必备知识
自我检测
2.一带电粒子在电场中只受静电力作用时,它不可能出现的运动
状态是(
)
A.匀速直线运动 B.匀加速直线运动
C.匀减速直线运动 D.匀变速曲线运动
解析:粒子合力不为0,不可能做匀速直线运动,故A不可能;粒子合
力不为0,当初速度方向与加速度方向相同(或相反),若受到的静电
探究一
探究二
随堂检测
A.如果A、K间距离减半而电压仍为U,则电子离开K时的速度仍
为v
B.如果A、K间距离减半而电压仍为U,则电子离开K时的速
2
度变为
C.如果 A、K 间距离不变而电压减半,则电子离开 K 时的速度变
√2
为2v
2
试结合上述情境讨论:
(1)怎样计算它到达负极板时的速度?
(2)若粒子带的是负电荷(初速度为v0),将做匀减速直线运动,如果
能到达负极板,其速度如何?
(3)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,
如果两金属板是其他形状,中间的电场不再均匀,上面的结果是否
仍然适用?为什么?
强电场,受到与初速度方向垂直的恒定静电力作用而做匀变速曲线
运动。
2.处理方法:带电粒子以初速度v0垂直于电场线方向飞入匀强电
场,将带电粒子的运动沿初速度方向和静电力方向进行分解:(1)沿
初速度方向的分运动为匀速直线运动。(2)沿静电力方向的分运动
为初速度为零的匀加速直线运动。
课前篇自主预习
必备知识
不变,故 A、B 项错误,C 项正确;粒子做初速度为零的匀加速直线运
在电场中的偏转是曲线运动。
答案:√
课前篇自主预习
必备知识
自我检测
2.一带电粒子在电场中只受静电力作用时,它不可能出现的运动
状态是(
)
A.匀速直线运动 B.匀加速直线运动
C.匀减速直线运动 D.匀变速曲线运动
解析:粒子合力不为0,不可能做匀速直线运动,故A不可能;粒子合
力不为0,当初速度方向与加速度方向相同(或相反),若受到的静电
探究一
探究二
随堂检测
A.如果A、K间距离减半而电压仍为U,则电子离开K时的速度仍
为v
B.如果A、K间距离减半而电压仍为U,则电子离开K时的速
2
度变为
C.如果 A、K 间距离不变而电压减半,则电子离开 K 时的速度变
√2
为2v
2
教科版高中物理必修第三册精品课件 第一章 静电场 9 带电粒子在电场中的运动
qEy=ΔEk,则Δ
k
=
1
,D
3
正确;本题选择错误
探究三
带电粒子在交变电场中的运动
行板电容器中,分别打在C、D点。若OC=CD,忽略粒子重力的影响,则下列
选项错误的是(
)
A.A和B在电场中运动的时间之比为1∶2
B.A和B运动的加速度大小之比为4∶1
C.A和B的质量之比为1∶2
D.A和B的动能增量之比为1∶3
答案 C
解析 A 和 B 在电场中做类平抛运动,水平方向
+
=
而可以把信号显示在屏幕上。如图所示为示波管的原理图,其中K为阴
极,A为阳极,它们分别接在高压电源的负极和正极上,中间构成加速电场。
经灯丝F的加热,阴极释放出电子,电子经电场加速后从阳极中间的小孔飞
出,若没有其他作用,它们都将打到右侧荧光屏的中央O点,从而形成一个亮
斑。Y1、Y2和X1、X2是两对垂直放置的偏转电极,分别控制电子束沿竖直
x=v0t,v0 相同,则
=
=
1
,A 正确;A 和 B 在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动,竖直方
2
1 2
向 y=2at ,y 相同,则 =4,B 正确;由牛顿第二定律得 qE=ma,则质量 m= ,解得
=
1
,C
12
错误;根据动能定理得
选项,故选 C。
Δk
(4)求粒子离开电场时垂直电场方向和沿电场方向的速度。
(5)求合速度与初速度方向的夹角θ的正切值。
(6)求粒子合位移与初速度方向的夹角α的正切值。
要点提示 (1)运动时间
k
=
1
,D
3
正确;本题选择错误
探究三
带电粒子在交变电场中的运动
行板电容器中,分别打在C、D点。若OC=CD,忽略粒子重力的影响,则下列
选项错误的是(
)
A.A和B在电场中运动的时间之比为1∶2
B.A和B运动的加速度大小之比为4∶1
C.A和B的质量之比为1∶2
D.A和B的动能增量之比为1∶3
答案 C
解析 A 和 B 在电场中做类平抛运动,水平方向
+
=
而可以把信号显示在屏幕上。如图所示为示波管的原理图,其中K为阴
极,A为阳极,它们分别接在高压电源的负极和正极上,中间构成加速电场。
经灯丝F的加热,阴极释放出电子,电子经电场加速后从阳极中间的小孔飞
出,若没有其他作用,它们都将打到右侧荧光屏的中央O点,从而形成一个亮
斑。Y1、Y2和X1、X2是两对垂直放置的偏转电极,分别控制电子束沿竖直
x=v0t,v0 相同,则
=
=
1
,A 正确;A 和 B 在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动,竖直方
2
1 2
向 y=2at ,y 相同,则 =4,B 正确;由牛顿第二定律得 qE=ma,则质量 m= ,解得
=
1
,C
12
错误;根据动能定理得
选项,故选 C。
Δk
(4)求粒子离开电场时垂直电场方向和沿电场方向的速度。
(5)求合速度与初速度方向的夹角θ的正切值。
(6)求粒子合位移与初速度方向的夹角α的正切值。
要点提示 (1)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ppt课件
A
B
C
D
E
F
U
－
U ~
＋
U
u0
多级直线加速器示意图
0
T
2T
t
-u0
二、带电粒子在电场中的偏转
【情景】如图，水平放置一对金属板Y和Y′,长度为L，相距为d，极板间的
电压为U。一电荷量为q质量为m的电子，从两板中央以水平速度v0射入。
【问题】
-
Y
1.请你分析电子的运动？ 2.求电子穿出电场时的侧移量y与偏转角的tanθ.
对带电粒子在电场中的运动，从受力的角度来看，遵循牛顿运动定律，从
做功的角度来看，遵循能的转化和守恒定律．
★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
动能定理
W
qU
1 2
mvt 2
1 2
mv02
一、带电粒子在电场中的加速
【情景】如图,真空中一对金属板间距为d,加上电压U。若一个质量为m,带正电荷q的粒子, 在静电力的作用下由静止开始运动从正极板向负极板运动。
第十章 静电场中的能量 第 5 节 带电粒子在电场中的运动
教学目标
1．掌握带电粒子在电场中加速和偏转所遵循的规律． 2．带电粒子在电场中的偏转问题及应用 3．知道示波器的主要构造和工作原理．
新课引入
大型粒子对撞机
医用直线加速器(IGRT)
示波器
新课引入
在现代科学实验和技术设备中，常利用电场来改变或控制带电粒子的运动。
t
X
Y′
课堂小结
通过本节课的学习，你学到了哪些知识？学会了哪些方法？
知识总结：
1.带电粒子在电场中的加速运动。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
F m
，d＝
v2 2a
，得v＝
2Uq m
；还可以根据动能定理求：Uq＝
1 2
mv2－
0，得v＝
2mUq。
01课前自主学习
02课堂探究评价
03课后课时作业
提示
活动4：图乙中若电子无初速度释放，如何求电子的末速度？
提示：可根据动能定理求解，电场力做的功等于电子动能的增加量，
Ue＝12mv2－0，得v＝
01课前自主学习
02课堂探究评价
2Ue。 m
01课前自主学习
02课堂探究评价
03课后课时作业
提示
活动5：讨论、交流、展示，得出结论。
(1)带电粒子在电场中的加速
带电粒子沿与电场线平行的方向进入电场，带电粒子将做加(减)速运 动。有两种分析方法：
①用动力学观点分析：a＝
qE m
，E＝
U d
，v2－v
2 0
＝2ad。(只适用于匀强电
01课前自主学习
02课堂探究评价
03课后课时作业
例1 如图所示，M和N是匀强电场中的两个等势面，相距为d，电势差 为U，一质量为m(不计重力)、电荷量为－q的粒子，以速度v0通过等势面M 射入两等势面之间，则该粒子穿过等势面N的速度应是( )
01课前自主学习
02课堂探究评价
03课后课时作业
2qU
02课堂探究评价
03课后课时作业
二、带电粒子在匀强电场中的偏转 质量为m、电荷量为q的粒子(忽略重力)，以初速度v0平行于两极板进入 匀强电场，并能从极板右侧离开，如图。极板长为l，板间距离为d，板间电 压为U。
01课前自主学习
02课堂探究评价
03课后课时作业
1．运动性质
(1)平行v0的方向上：速度为 □01 v0 的□02 匀速直线 运动。
(2)垂直v0的方向上：初速度 □03 为零 ，加速度为a＝mqUd的匀加速直线运
动。
2．运动规律 (1)偏移距离：因为t＝vl0，a＝mqUd，所以偏移距离y＝12at2＝
□04
ql2U 2mv20d
。
□05 qUl
(2)速度偏转角度：因为vy＝at＝ mv0d
，所以tanθ＝vv0y＝
□06 mqdUvl20 。
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。
01课前自主学习
02课堂探究评价
03课后课时作业
(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)带电粒子在匀强电场中偏转时，其速度和加速度均不变。( ) (4)带电粒子在匀强电场中无论是直线加速还是偏转，均做匀变速运 动。( )
带电粒子在电场中的运动
1．了解带电粒子在电场中的受力特点。 2．能从动力学角度和能量角度分析计算带电粒子在电场中的加速问 题。 3．能用类平抛运动的分析方法研究带电粒子在电场中的偏转问题。 4．了解示波管的构造和基本原理。
01课前自主学习
02课堂探究评价
03课后课时作业
01课前自主学习
一、带电粒子的加速
场)
②用功能观点分析：粒子只受电场力作用，电场力做的功等于物体动能
的变化，qU＝12mv2－12mv02。(适用于任何电场)
01课前自主学习
02课堂探究评价
03课后课时作业
(2)带电粒子在电场中运动时重力的处理 ①微观粒子：如电子、质子、α粒子、离子等，除有说明或明确的暗示 以外，一般都不考虑重力(但并不忽略质量)。 ②带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或明确的暗示以 外，一般都不能忽略重力。
初速度为零的带电粒子，经过电势差为U的电场加速后，qU
＝
□02 12mv2 ，则v＝ □03
2qU m。
(2)在匀强电场中也可利用牛顿运动定律结合运动学公式分析。例如：a
□ □ ＝F合＝
m
04 qE m＝
05 qU md
；v＝v0＋at；x＝v0t＋12at2；v2－v02＝2ax等。
01课前自主学习
A.
m
B．v0＋
2qU m
C.
v20＋2mqU
D.
v20－2mqU
01课前自主学习)粒子在电场中做什么运动？ 提示：匀变速直线运动。
01课前自主学习
02课堂探究评价
03课后课时作业
提示
(2)求解粒子的末速度有几种方法？哪种更简单？
提示：可以用牛顿第二定律结合运动学公式求解，也可以用动能定理求 解，后一种方法更简单。
01课前自主学习
02课堂探究评价
03课后课时作业
提示
活动2：图甲、乙中两极板间电场有什么区别？
提示：图甲中两极板间的电场是匀强电场，图乙中两极板间的电场是非 匀强电场。
01课前自主学习
02课堂探究评价
03课后课时作业
提示
活动3：图甲中若粒子无初速度释放，如何求粒子的末速度？
提示：可以根据牛顿运动定律和运动学公式求：U＝Ed，F＝Eq，a＝
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
□01 远小于 静电力，除非题中特别强调需要考虑，一般都可以忽略不计。
01课前自主学习
02课堂探究评价
03课后课时作业
2．带电粒子加速问题的处理方法
(1)利用动能定理分析。
01课前自主学习
02课堂探究评价
03课后课时作业
三、示波管的构造和原理
1．构造
示波管是示波器的核心部件，它由 □01 电子枪 (发射电子的灯丝、加速电 极组成)、 □02 偏转电极 (由一对X偏转电极板和一对Y偏转电极板组成)和
□03 荧光屏 组成，管内抽成真空。如图所示。
01课前自主学习
02课堂探究评价
提示：(1)× (2)× (3)× (4)√
01课前自主学习
02课堂探究评价
03课后课时作业
提示
02课堂探究评价
提升训练
对点训练
课堂任务 带电粒子的加速 仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。
01课前自主学习
02课堂探究评价
03课后课时作业
活动1：图甲中粒子的受力情况如何？
提示：受到向右的电场力和向下的重力，而重力远小于电场力，故重力 可以忽略，这里认为粒子只受电场力。
03课后课时作业
2．原理 (1)扫描电压：XX′偏转电极接入的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YY′偏转极板上加一
个 □04 信号电压，在XX′偏转极板上加一 □05 扫描电压 。如果信号电压是周期