人教版選修3118帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)-ppt課件

1、第八節(jié)第八節(jié) 帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)第一章第一章 靜電場靜電場3、某些帶電體能否思索重力，要根據(jù)標(biāo)題暗示或運(yùn)、某些帶電體能否思索重力，要根據(jù)標(biāo)題暗示或運(yùn)動(dòng)形狀來斷定動(dòng)形狀來斷定電場中的帶電粒子普通可分為兩類：電場中的帶電粒子普通可分為兩類：1、帶電的根本粒子：如電子，質(zhì)子，、帶電的根本粒子：如電子，質(zhì)子，粒子，正負(fù)粒子，正負(fù)離子等。這些粒子所受重力和電場力相比小得多，離子等。這些粒子所受重力和電場力相比小得多，除非有闡明或明確的暗示以外，普通都不思索重力。除非有闡明或明確的暗示以外，普通都不思索重力。但并不能忽略質(zhì)量。但并不能忽略質(zhì)量。2、帶電微粒：如帶電小球、液滴、塵埃

2、等。除非有、帶電微粒：如帶電小球、液滴、塵埃等。除非有闡明或明確的暗示以外，普通都思索重力。闡明或明確的暗示以外，普通都思索重力。+ +_UUE加速加速勻速勻速+qmV=?一、帶電粒子的加速一、帶電粒子的加速22/vqUm可得2/qU m2可得v2211022tWqUmVmV根據(jù)FqUammd方法方法1：運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)方法求解，設(shè)板：運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)方法求解，設(shè)板間距為間距為d,因電場力為恒力，所以有因電場力為恒力，所以有方法方法2：運(yùn)用能量觀念求解：運(yùn)用能量觀念求解22212vvad根據(jù) 例題例題1：實(shí)驗(yàn)闡明，熾熱的金屬絲可以發(fā)射電：實(shí)驗(yàn)闡明，熾熱的金屬絲可以發(fā)射電子。在熾熱金屬絲和金

3、屬板間加以電壓子。在熾熱金屬絲和金屬板間加以電壓U=2500V，從熾熱金屬絲發(fā)射出的電子在真空，從熾熱金屬絲發(fā)射出的電子在真空中被加速后，從金屬板的小孔穿出。電子射出中被加速后，從金屬板的小孔穿出。電子射出后的速度有多大？設(shè)電子剛從金屬絲射出時(shí)的后的速度有多大？設(shè)電子剛從金屬絲射出時(shí)的速度為零。速度為零。- U +金屬絲 金屬板VE電子的質(zhì)量為電子的質(zhì)量為0.9110-30 kg，電子的電荷量電子的電荷量e=1.610-19 C解：金屬絲和金屬板間的電場雖然不解：金屬絲和金屬板間的電場雖然不是勻強(qiáng)電場，但仍可用是勻強(qiáng)電場，但仍可用 可得可得 代入數(shù)據(jù)得：代入數(shù)據(jù)得：v=3.0107 m/s2e

4、Uvm2102WeUmv1：非勻強(qiáng)電場中：非勻強(qiáng)電場中, 如何計(jì)算？如何計(jì)算？電場力做功，只于始末位置電勢(shì)差有電場力做功，只于始末位置電勢(shì)差有關(guān)關(guān)2：假設(shè)帶正電粒子以：假設(shè)帶正電粒子以V0負(fù)板向正板運(yùn)動(dòng)，分析負(fù)板向正板運(yùn)動(dòng)，分析粒子運(yùn)動(dòng)情況粒子運(yùn)動(dòng)情況明確粒子明確粒子V，a的變化情況的變化情況思思 考：考：3.假設(shè)粒子以初速度假設(shè)粒子以初速度V0沿垂直場強(qiáng)方向進(jìn)入電場，沿垂直場強(qiáng)方向進(jìn)入電場， 離子的運(yùn)動(dòng)情況如何？離子的運(yùn)動(dòng)情況如何？例題例題2：如下圖一電子以初速：如下圖一電子以初速V0=3.0X107m/s沿沿垂直電場方向射入的電場，兩極板的長度為垂直電場方向射入的電場，兩極板的長度為L=6

5、.0cm，相距，相距d=2cm，極板間電壓，極板間電壓U=200V.求求1電子射出電場所用時(shí)間？電子射出電場所用時(shí)間？2電子射出電場時(shí)沿垂直板面方向偏移的間隔電子射出電場時(shí)沿垂直板面方向偏移的間隔y3電子分開電場時(shí)偏轉(zhuǎn)的角度電子分開電場時(shí)偏轉(zhuǎn)的角度。v0v0-qmU+-dLFy3電子分開電場時(shí)沿電場方向的分速度為電子分開電場時(shí)沿電場方向的分速度為Vy， 分開電場時(shí)的偏轉(zhuǎn)角度為分開電場時(shí)的偏轉(zhuǎn)角度為 角度為角度為6.8度度200tanyveUlvmdvv0v0+ + + + + +- - - - - -VyV0Vt0yeUlvatmd v電子槍電子槍熒光屏熒光屏偏轉(zhuǎn)電極偏轉(zhuǎn)電極+ +- -X X

6、X X、y y、y yX XX X、y y、y y亮斑亮斑假設(shè)在偏轉(zhuǎn)電極假設(shè)在偏轉(zhuǎn)電極XXXX、YYYY上不加電壓，電子如何運(yùn)動(dòng)？假上不加電壓，電子如何運(yùn)動(dòng)？假設(shè)在偏轉(zhuǎn)電極設(shè)在偏轉(zhuǎn)電極XXXX上不加電壓，偏轉(zhuǎn)電極上不加電壓，偏轉(zhuǎn)電極YYYY上加電壓電子上加電壓電子又如何運(yùn)動(dòng)？又如何運(yùn)動(dòng)？三、示波管原理三、示波管原理課堂小結(jié)：課堂小結(jié)：一、利用電場使帶電粒子加速一、利用電場使帶電粒子加速二、利用電場使帶電粒子偏轉(zhuǎn)二、利用電場使帶電粒子偏轉(zhuǎn)從動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)角度分析從動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)角度分析從做功和能量的角度分析從做功和能量的角度分析類似平拋運(yùn)動(dòng)的分析方法類似平拋運(yùn)動(dòng)的分析方法粒子在與電場垂直的方向上

7、做粒子在與電場垂直的方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)勻速直線運(yùn)動(dòng)粒子在與電場平行的方向上做粒子在與電場平行的方向上做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)練習(xí)練習(xí)1.如下圖，在如下圖，在P板附近有一電子由靜止板附近有一電子由靜止開場向開場向Q板運(yùn)動(dòng)，那么關(guān)于電子在兩板間板運(yùn)動(dòng)，那么關(guān)于電子在兩板間的運(yùn)動(dòng)情況，以下表達(dá)正確的選項(xiàng)是：的運(yùn)動(dòng)情況，以下表達(dá)正確的選項(xiàng)是：( )A.兩板間距越大，加速的時(shí)間越長兩板間距越大，加速的時(shí)間越長B.兩板間間隔越小，加速度就越大，兩板間間隔越小，加速度就越大，那么電子到達(dá)那么電子到達(dá)Q板時(shí)的速度就越大板時(shí)的速度就越大C.電子到達(dá)電子到達(dá)Q板時(shí)的速度與板間間板時(shí)的速度與

8、板間間隔無關(guān)，僅與加速電壓有關(guān)隔無關(guān)，僅與加速電壓有關(guān)D.電子的加速度和末速度都與板間電子的加速度和末速度都與板間間隔無關(guān)間隔無關(guān)AC 練習(xí)練習(xí)2.一個(gè)初速度為零的電子，在場強(qiáng)一個(gè)初速度為零的電子，在場強(qiáng)為為4.0103 V/m的勻強(qiáng)電場中被加速，的勻強(qiáng)電場中被加速，求經(jīng)過求經(jīng)過2.010-8 s后，電子的速度和動(dòng)后，電子的速度和動(dòng)能。能。(電子質(zhì)量為電子質(zhì)量為0.9110-30kg) 解：電子在勻強(qiáng)電場中的加速度解：電子在勻強(qiáng)電場中的加速度: a=F/m = eE/m速度速度:v=at= eEt/m = 1.4107 m/s 動(dòng)能動(dòng)能Ek= =8.910-17 J 練習(xí)練習(xí)3.兩塊平行的金屬板兩塊平行的金屬板A、B之間的電壓是之間的電壓是80V，一個(gè)電子以，一個(gè)電子以6.0106 m/s的速度從小孔的速度從小孔C垂直垂直A板進(jìn)入電場，該電子能打在板進(jìn)入電場，該電子能打在B板上嗎？板上嗎？假設(shè)能打在假設(shè)能打在B板上，它到達(dá)板上，它到達(dá)B板時(shí)的速度有多板時(shí)的速度有多大？假設(shè)電源電壓變?yōu)榇?？假設(shè)電源電壓變?yōu)?20V，情況又會(huì)怎樣？，情況又會(huì)怎樣？解解: 電子射入電場時(shí)具有的初動(dòng)能電子射入電場時(shí)具有的初動(dòng)能:Ek= = 1.610-17 J電子從電子從A板到達(dá)板到達(dá)B板需抑制電場力做功板需抑制電場力做功: W=qU= 1.310-17JEk W,可見電子能打在可見電子能打在B板，板，