10.5 带电粒子在电场中的运动ppt课件
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1、,5带电粒子在电场中的运动,第十章静电场中的能量,1.会分析带电粒子在电场中的直线运动,掌握求解带电粒子直线运动 问题的两种方法. 2.会用运动合成与分解的知识,分析带电粒子在电场中的偏转问题. 3.了解示波管的主要构造和工作原理.,学习目标,梳理教材夯实基础,探究重点提升素养,随堂演练逐点落实,梳理教材夯实基础,01,分析带电粒子的加速问题有两种思路: 1.利用 定律结合匀变速直线运动公式分析.适用于电场是_ 且涉及 等描述运动过程的物理量,公式有qE ,vv0 等. 2.利用静电力做功结合动能定理分析.适用于问题涉及 、 等动能定理公式中的物理量或 电场情景时,公式有qEd (匀强电场)或
2、qU (任何电场)等.,带电粒子在电场中的加速,一,牛顿第二,匀强电场,运动时间,ma,at,位移,速率,非匀强,如图1所示,质量为m、带电荷量为q的基本粒子(忽略重力),以初速度v0平行于两极板进入匀强电场,极板长为l,极板间距离为d,极板间电压为U. (1)运动性质: 沿初速度方向:速度为 的 运动. 垂直v0的方向:初速度为 的匀加速直线运动. (2)运动规律: 偏移距离:因为t ,a ,偏移距离y at2 . 偏转角度:因为vyat ,tan .,二,带电粒子在电场中的偏转,图1,v0,匀速直线,零,1.示波管主要由 (由发射电子的灯丝、加速电极组成)、 (由一对X偏转电极和一对Y偏转
3、电极组成)和 组成. 2.扫描电压:XX偏转电极接入的是由仪器自身产生的 电压. 3.示波管工作原理:被加热的灯丝发射出热电子,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偏转电极上加一个 电压,在X偏转电极上加一个 电压,当扫描电压与信号电压的周期 时,荧光屏上就会得到信号电压一个周期内的稳定图像.,二,示波管的原理,电子枪,偏转电极,荧光屏,锯齿形,信号,扫描,相同,即学即用,1.判断下列说法的正误. (1)带电粒子(不计重力)在电场中由静止释放时,一定做匀加速直线运动. () (2)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,遵循能量的转化
4、和守恒定律.() (3)动能定理能分析匀强电场中的直线运动问题,不能分析非匀强电场中的直线运动问题.(),(4)带电粒子在匀强电场中偏转时,加速度不变,粒子的运动是匀变速曲线运动.() (5)示波管电子枪的作用是产生高速飞行的电子束,偏转电极的作用是使电子束偏转,打在荧光屏不同位置.(),2.如图2所示,M和N是匀强电场中的两个等势面,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 .,图2,探究重点提升素养,02,带电粒子在电场中的加速,一,导学探究 如图3所示,平行板电容器两板间的距离为d,电势差为U.一质量为
5、m、带电荷量为q的粒子,在电场力的作用下由静止开始从正极板A向负极板B运动. (1)比较粒子所受电场力和重力的大小,说明重力能否忽略不计(粒子质量是质子质量的4倍,即m41.671027 kg,电荷量是质子的2倍).,图3,答案粒子所受电场力大、重力小;因重力远小于电场力,故可以忽略重力.,(2)粒子的加速度是多大(结果用字母表示)?在电场中做何种运动?,答案粒子的加速度为a . 在电场中做初速度为0的匀加速直线运动.,(3)计算粒子到达负极板时的速度大小.(结果用字母表示,尝试用不同的方法求解),答案方法1利用动能定理求解.,方法2利用牛顿运动定律结合运动学公式求解. 设粒子到达负极板时所用
6、时间为t,,vat,知识深化 1.带电粒子的分类及受力特点 (1)电子、质子、粒子、离子等基本粒子,一般都不考虑重力. (2)质量较大的微粒,如带电小球、带电油滴、带电颗粒等,除有说明或有明确的暗示外,处理问题时一般都不能忽略重力. 2.分析带电粒子在电场力作用下加速运动的两种方法 (1)利用牛顿第二定律Fma和运动学公式,只能用来分析带电粒子的匀变速运动. (2)利用动能定理:qU .若初速度为零,则 ,对于匀变速运动和非匀变速运动都适用.,例1(多选)(2018会宁一中高二期末)如图4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,保持两板间电压不变,则 A.当增大两板间距离时
7、,v也增大 B.当减小两板间距离时,v增大 C.当改变两板间距离时,v不变 D.当增大两板间距离时,电子在两板间运动的时间也增大,图4,解析根据动能定理研究电子由静止开始从A板向B板的运动,列出等式:,v与两板间距无关,所以当改变两板间的距离时,v不变,A、B错,C对.,针对训练(多选)一平行板电容器充电后与电源断开,从负极板上某处由静止释放一个电子,设其到达正极板的速度为v1,运动过程中加速度为a1,现将两板间距离增为原来的2倍,再从负极板处由静止释放一个电子,设其到达正极板的速度为v2,运动过程中加速度为a2,则 A.a1a211 B.a1a221 C.v1v212 D.v1v21,(2)
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