公开课《带电粒子在电场中的运动》.ppt

第九节：带电粒子在电场中的运动,QJJR情景引入,火爆的电视剧让你深深的沉迷在其中，你的心情随情节而起伏，从我们物理学的角度，我想问你，你了解电视机的工作原理吗？电视机是如何工作的，在电子技术中，示波器能简单的反映这一原理，就让我们从电子在电场中的运动说起吧！,SWMB三维目标设计,能够从受力和能量转换的角度分析带电粒子在电场中的运动，培养用运动分解的方法来研究问题的能力，进而了通过示波器的研究了解电视机的工作原理，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，认识哲学的方法美。,KDFX考点分析,1、带电粒子在电场中的加速（II）2、带电粒子在电场是匀强电场中的偏转（II）3、示波器（I）,1、带电粒子，如电子，质子，正负离子等。这些粒子所受重力和电场力相比，除非有说明或明确的暗示以外，一般都不考虑重力。(但并不能忽略质量）。,2、带电粒子在电场中运动的两种最简单的情况是：和。,ZZYX自主研习,一：带电粒子,小得多,加速,偏转,2、带电微粒，如液滴、油滴、尘埃、小球等，处理问题时重力不能忽略。,1、处理带电粒子在电场中的加速运动的问题的方法一般是 和。,二：带电粒子的加速和偏转,牛顿第二定律,动能定理,2、带电粒子以初速度垂直于电场方向飞入匀强电场的问题就是一个 的问题。粒子在与电场垂直的方向上做，粒子在与电场平行的方向做。,类平抛运动,匀速直线运动,初速为零的匀加速运动,三、示波器的原理,1.示波器作用：是一种用来观察 随时间变化的电子仪器。2.它的核心部件是示波管:、和 组成，管内抽成真空。3、示波管的基本原理：电子在加速电场中被，电子在偏转电场中被。,电信号,电子枪,偏转电极,荧光屏,加速,偏转,+qmV0,V=?,一、带电粒子的加速,1.带电粒子在电场中的加速,用牛顿运动定律分析,用动能定理分析,YTTJ要点探究,1、受力分析:,水平向右的电场力 FqE=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,解法二运用动能定理知识求解,粒子加速后的速度只与加速电压有关,d,U,v0,q、m,二.带电粒子在电场中的偏转,d,U,v0,q、m,F,v,v0,vy,y,偏转角,侧移,二.带电粒子在电场中的偏转,试根据类平抛运动的知识，推导偏移量 y和偏转角,1.受力分析：粒子受到竖直向下的静电力F qE=qU/d。,2.运动规律分析:作类平抛运动。,x方向：匀速直线运动Y方向：加速度为 的匀加速直线运动。,3.x方向,4.y方向,5、离开电场时的偏转角的正切：,三、加速和偏转一体,O,JSFX即时分析,解：由动能定理，得,代入数值得：v=3.0107m/s,=0.36cm,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,KTLX课堂练习1,C,2、如图所示，M、N是在真空中竖直放置的两块平行金属板，质量为m、电量为+q的质子，以极小的初速度由小孔进入电场，当M、N间电压为U时，粒子到达N板的速度为v，如果要使这个带电粒子到达N板的速度为2v，则下述方法能满足要求的是（）A、使M、N间电压增加为2U B、使M、N间电压增加为4U 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,M,N,U,d,v与电压平方根成正比,B,KTLX课堂练习2,3、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条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角变大的是（）A、U1变大、U2变大 B、U1变小、U2变大C、U1变大、U2变小 D、U1变小、U2变小,B,KTLX课堂练习3,析与解,对加速过程由动能定理：,对偏转过程由偏转角正切公式：,与粒子的电量q、质量m无关,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的中点沿直线离开电场的。,x,SKT思考题,课堂小结：,一、利用电场使带电粒子加速,二、利用电场使带电粒子偏转,三、加速与偏转一体,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.”,谢谢指导,KHQHZY课后强化作业,