高三物理《带电粒子在电场中的运动》.ppt
,一、带电粒子在电场中的直线运动,(1)运动状态的分析:带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场,受到的电场力与运动方向在同一直线上,做匀加(减)速直线运动.,(2)用功能观点分析:电场力对带电粒子做的功等于带电粒子动能的增量.即:说明:此式既适用于匀强电场,也适用于非匀强电场.对匀强电场,也可直接应用运动学和动力学公式.,1.电场力:,2.加速度:,3.末速度:,4.运行时间:,1.电场力:,2.加速度:,3.末速度:,4.运行时间:,如果是非匀强电场,上述结论还成立吗?,4.如图633所示，在A板附近有一电子由静止开始向B板运动，则关于电子到达B板时的速率，下列解释正确的是()A两板间距越大，运动时间就越长，则获得的速率越大B两板间距越小，加速度就越大，则获得的速率越大C与两板间的距离无关，仅与加速电压U有关D以上解释都不正确,试身手 夯基础,4.如图633所示，在A板附近有一电子由静止开始向B板运动，则关于电子到达B板时的速率，下列解释正确的是()A两板间距越大，运动时间就越长，则获得的速率越大B两板间距越小，加速度就越大，则获得的速率越大C与两板间的距离无关，仅与加速电压U有关D以上解释都不正确,C,试身手 夯基础,两类研究对象:1)基本粒子,如电子、质子、离子、粒子等,除有特殊说明或有明确暗示外,其重力一般可忽略,但不能忽略质量.2)宏观带电物体,如小球、液滴、油滴、尘埃、质点等除有特殊说明或有明确暗示外,其重力一般不能忽略.,补充1.如图,水平放置的A、B两平行板相距h,上板A带正电.现有质量为m、电荷量为+q的小球在B板下方距离为H处,以初速度v0竖直向上从B板小孔进入板间电场,欲使小球刚好打到A板,A、B间电势差UAB应为多大?,补充1.如图,水平放置的A、B两平行板相距h,上板A带正电.现有质量为m、电荷量为+q的小球在B板下方距离为H处,以初速度v0竖直向上从B板小孔进入板间电场,欲使小球刚好打到A板,A、B间电势差UAB应为多大?,【延伸思考】,将题中图转180,变为图所示,结果为多少?,【延伸思考】,将题中图转180,变为图所示,结果为多少?,如图所示，A、B为平行金属板，两板相距为d，分别与电源两极相连，两板的中央各有一小孔M和N.今有一带电质点，自A板上方相距为d的P点由静止自由下落(P、M、N在同一竖直线上)，空气阻力忽略不计，到达N孔时速度恰好为零，然后沿原路返回若保持两极板间的电压不变，则()A.把A板向上平移一小段距离，质点自P点自由下落后仍能返回B.把A板向下平移一小段距离，质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落C.把B板向上平移一小段距离，质点自P点自由下落后仍能返回D.把B板向下平移一小段距离，质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落,二、带电粒子在电场中的偏转,(1)运动状态分析:不计重力的带电粒子以速度v0垂直于电场线方向飞入匀强电场时,受到恒定的与初速度方向成90角电场力作用而做匀变速曲线运动.(2)粒子偏转问题分析:可用类平抛运动的方法来分析处理.,则:侧移量 偏转角,设粒子带电荷量为q,质量为m,两平行金属板间的电压为U,板长为L,板间距离为d.,(U偏、U加分别表示加速电场电压和偏转电场电压.),5如图634所示，质子(H)和粒子(He)以相同的初动能垂直射入偏转电场(粒子不计重力)，则这两个粒子射出电场时的侧位移y之比为()A11B12C21 D14,11,42,5如图634所示，质子(H)和粒子(He)以相同的初动能垂直射入偏转电场(粒子不计重力)，则这两个粒子射出电场时的侧位移y之比为()A11B12C21 D14,11,42,B,6现代科学实验中常用的一种电子仪器叫示波器，它的核心部件是示波管，其工作原理如图635所示，电荷量大小为e的电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始运动，然后射入电势差为U2的两块平行极板间的偏转电场中，入射方向跟极板平行，偏转电场的极板间距离为d，板长为L，整个,装置处在真空中，电子重力可忽略，电子能射出平行板区偏转电场中，若单位偏转电压引起的偏移距离叫示波管的灵敏度，请通过计算说明提高示波管的灵敏度的办法,答案：增大L，减小U1，减小d,1.出射速度的反向延长线与入射速度线的交点O正好是AB的中点.,推 论:,2.不同粒子静止开始经同一电场加速,再经同一电场偏转,路径相同.,考点二 带电粒子在电场中的运动问题分析,例2(2011青岛模拟)如图639所示，真空中水平放置的两个相同极板Y和Y长为L，相距d，足够大的竖直屏与两板右侧相距b.在两板间加上可调偏转电压U，一束质量为m、带电量为q的粒子(不计重力)从两板左侧中点A以初速度v0沿水平方向射入电场且能穿出,考点二 带电粒子在电场中的运动问题分析,典例启迪,(1)证明粒子飞出电场后的速度方向的反向延长线交于两板间的中心O点；(2)求两板间所加偏转电压U的范围；(3)求粒子可能到达屏上区域的长度,解析(1)设粒子在运动过程中的加速度大小为a，离开偏转电场时偏转距离为y，沿电场方向的速度为vy，偏转角为，其反向延长线通过O点，O点与板右端的水平距离为x，则有,粒子打在屏上的位置离屏中心的距离y可有以下三种方法计算：,归纳领悟,4如图6310所示，一价氢离子(H)和二价氦离子(He)的混合体，经同一加速电场加速后，垂直射入同一偏转电场中，偏转后，打在同一荧光屏上，则它们()A同时到达屏上同一点B先后到达屏上同一点C同时到达屏上不同点D先后到达屏上不同点,11,24,题组突破,4如图6310所示，一价氢离子(H)和二价氦离子(He)的混合体，经同一加速电场加速后，垂直射入同一偏转电场中，偏转后，打在同一荧光屏上，则它们()A同时到达屏上同一点B先后到达屏上同一点：C同时到达屏上不同点D先后到达屏上不同点,11,24,B,题组突破,5(2011黄冈模拟)如图6311所示，带正电的粒子以一定的初速度v0沿两板的中线进入水平放置的平行金属板内，恰好沿下板的边缘飞出，已知板长为L，板间距离为d，板间电压为U，带电粒子的电荷量为q，粒子通过平行金属板的时间为t(不计粒子的重力)，则(),答案：BD,三、示波管的原理,三、示波管的原理,6如图6312所示为一真空示波管的示意图，电子从灯丝K发出(初速度可忽略不计)，经灯丝与A板间的电压U1加速，从A板中心孔沿中心线KO射出，然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中(偏转电场可视为匀强电场)，电子进入M、N间电场时的速度与电场方向垂直，电子经过偏转电场后打在荧光屏上的P点已知M、N两板间的电压为U2，两板间的距离为d，板长为L，电子的质量为m，电荷量为e，不计电子受到的重力及它们之间的相互作用力,(1)求电子穿过A板时速度的大小；(2)求电子从偏转电场射出时的侧移量；(3)若要使电子打在荧光屏上P点的上方，可采取哪些措施？,
