【課件】《帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》（課件）（人教版2019必修第三冊(cè)）

1、帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)高中物理 / 人教版（2019） / 必修三/第十章目 錄：01學(xué)習(xí)目標(biāo)02新課導(dǎo)入03新課探究帶電粒子的加速帶電粒子的偏轉(zhuǎn)示波管 04課堂練習(xí)05小結(jié)導(dǎo)圖06課后作業(yè)010203會(huì)綜合運(yùn)用所學(xué)，掌握帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)會(huì)運(yùn)用靜電場(chǎng)知識(shí)、功能關(guān)系研究帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)會(huì)解決帶電粒子在電場(chǎng)中的加速、偏轉(zhuǎn)問題04了解示波管構(gòu)造原理學(xué)習(xí)目標(biāo)在前面的學(xué)習(xí)過程中，我們已經(jīng)接觸過帶電粒子在點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問題，通過帶電粒子的電性、電場(chǎng)線、運(yùn)動(dòng)軌跡、受力情況等各物理量的關(guān)系，用以解決帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)過程中的做功、場(chǎng)強(qiáng)、電勢(shì)能增減等問題。這節(jié)課，我們主要學(xué)習(xí)帶電粒子

2、在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的加速及偏轉(zhuǎn)問題。是受力分析、直線運(yùn)動(dòng)、曲線運(yùn)動(dòng) 、動(dòng)能定理、能量守恒等知識(shí)的綜合應(yīng)用。新課導(dǎo)入帶電粒子的加速問題-+-q新知探究AB由：F=Eq=ma；聯(lián)立得到由2ad=v2-0得到由電場(chǎng)力做功得帶電粒子的加速問題-+-q運(yùn)動(dòng)學(xué)動(dòng)能定理新知探究處理帶電粒子在周期性變化電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問題時(shí)，應(yīng)先確定周期性，分段、分周期的對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分析。應(yīng)注意：在電場(chǎng)方向改變瞬間，帶電粒子的受力方向隨之改變。但運(yùn)動(dòng)方向不會(huì)瞬間改變（慣性定律）。帶電粒子的加速問題新知探究1（直線加速問題）質(zhì)量和電荷量不同的帶電粒子，在電場(chǎng)中由靜止開始經(jīng)相同電壓加速后（）A比荷大的粒子速度大，電荷量大的粒子動(dòng)能大B比荷大

3、的粒子動(dòng)能大，電荷量大的粒子速度大C比荷大的粒子速度和動(dòng)能都大D電荷量大的粒子速度和動(dòng)能都大A課堂練習(xí)【詳解】根據(jù)動(dòng)能定理 得v= ；根據(jù)上式可知，在相同電壓的加速電場(chǎng)中，比荷大的粒子其速度v大，電荷量q大的粒子動(dòng)能大。課堂練習(xí)2（在周期性變化電場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)）如圖所示，在平行板電容器A、B兩板上加上如圖所示的交變電壓，開始時(shí)B板電勢(shì)比A板高，這時(shí)兩板中間原來靜止的電子在電場(chǎng)力作用下開始運(yùn)動(dòng)，設(shè)A、B兩板間的距離足夠大，則下述說法中正確的是（）A電子先向A板運(yùn)動(dòng)，然后向B板運(yùn)動(dòng)，再返回A板做周期性來回運(yùn)動(dòng)B電子一直向A板運(yùn)動(dòng)C電子一直向B板運(yùn)動(dòng)D電子先向B板運(yùn)動(dòng)，然后向A板運(yùn)動(dòng)，再返回B板做周期性來

4、回運(yùn)動(dòng)C課堂練習(xí)【詳解】分析電子在第一個(gè)周期的運(yùn)動(dòng)情況00.2s時(shí)間內(nèi)，B板電勢(shì)高，電場(chǎng)強(qiáng)度向右，電場(chǎng)力向左，電子向左做初速度等于零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)兩板間的距離為d，末速度為 ； 解得 ；0.2s0.4s時(shí)間內(nèi)，B板電勢(shì)低，電場(chǎng)強(qiáng)度向左，電場(chǎng)力向右，電子向左做初速度等于v的勻減速直線運(yùn)動(dòng)，末速度分別為 ；解得v2=0；由以上可知，電子在第一個(gè)周期內(nèi)一直向左運(yùn)動(dòng)，所以電子一直向B板運(yùn)動(dòng)，C正確，ABD錯(cuò)誤。課堂練習(xí)帶電粒子的偏轉(zhuǎn)問題+新知探究帶電粒子的偏轉(zhuǎn)問題+如右圖，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，有偏轉(zhuǎn)距離：新知探究帶電粒子的偏轉(zhuǎn)問題+如右圖，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，有關(guān)于速度偏轉(zhuǎn)角有：新知探究帶電粒子

5、偏轉(zhuǎn)問題的推論+關(guān)于位移與初速度夾角有：1.速度偏轉(zhuǎn)角（）的正切為位移與初速度夾角（）正切的2倍，即tan=2tan。2.速度的反向延長(zhǎng)線交于水平位移的中點(diǎn)。新知探究帶電粒子偏轉(zhuǎn)問題的推論+關(guān)于位移與初速度夾角有：3.以相同的初速度進(jìn)入同一電場(chǎng)的帶電粒子，只要粒子比荷（q/m）相同，則偏轉(zhuǎn)距離y和偏轉(zhuǎn)角相同。新知探究關(guān)于帶電粒子在電場(chǎng)中的重力基本粒子：如電子、質(zhì)子、粒子、離子等，除有說明或有明確的暗示以外，此類粒子一般不考慮重力(但并不忽略質(zhì)量)。帶電微粒：如液滴、油滴、塵埃、小球等，除有說明或有明確的暗示以外，一般都不能忽略重力。新知探究解決帶電粒子在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)問題的一般步驟新知探究（1）分

6、析平行于極板方向及垂直于極板方向上的兩個(gè)運(yùn)動(dòng)性質(zhì)（2）找到兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的位移關(guān)系，列出等式聯(lián)立（3）解（2）中的方程組注意：相同的物理量可直接在列等式時(shí)便舍去3（偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)）如圖所示，有一帶電粒子貼著A板沿水平方向射入勻強(qiáng)電場(chǎng)，當(dāng)偏轉(zhuǎn)電壓為U1時(shí)，帶電粒子沿軌跡從兩板正中間飛出；當(dāng)偏轉(zhuǎn)電壓為U2時(shí)，帶電粒子沿軌跡落到B板中間；設(shè)粒子兩次射入電場(chǎng)的水平速度相同，則兩次偏轉(zhuǎn)電壓之比為（）AU1U2=18BU1U2=14CU1U2=12DU1U2=11A課堂練習(xí)【詳解】帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，水平位移為x=v0t；兩次運(yùn)動(dòng)的水平位移之比為21，兩次運(yùn)動(dòng)的水平速度相同，故運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為t1t2=2

7、1由于豎直方向上的位移為h= at2；h1h2=12；故加速度之比為18，又因?yàn)榧铀俣萢= ；故兩次偏轉(zhuǎn)電壓之比為U1U2=18；BCD錯(cuò)誤，A正確。課堂練習(xí)4（偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)）如圖所示，兩極板與電源相連接，電子從負(fù)極板邊緣垂直電場(chǎng)方向射入勻強(qiáng)電場(chǎng)，且恰好從正極板邊緣飛出，現(xiàn)在使電子入射速度變?yōu)樵瓉淼膬杀?，而電子仍從原位置射入，且仍從正極板邊緣飛出，則兩極板的間距應(yīng)變?yōu)樵瓉淼模ǎ〢2倍 B4倍 C DC課堂練習(xí)【詳解】電子做類平拋運(yùn)動(dòng)，故其在水平方向和豎直方向滿足L=v0t； ；而兩板間的場(chǎng)強(qiáng)為 ；聯(lián)立，可得 ；若入射速度變?yōu)樵瓉淼膬杀?，則兩板間距應(yīng)變?yōu)樵瓉淼?。課堂練習(xí)5（計(jì)重力的運(yùn)動(dòng)）（多選）如

8、圖所示，平行板電容器的兩個(gè)極板與水平面成一角度，兩極板與一直流電源相連。若一帶電粒子恰能沿圖中虛線所示，由上極板的左下端沿水平直線通過電容器，由下極板的右上端射出極板。設(shè)粒子質(zhì)量為、重力加速度為、極板與水平面夾角為銳角、極板長(zhǎng)為。則在此過程中，該粒子（）A所受重力與靜電力平衡B射入電場(chǎng)的初速度至少為C動(dòng)能逐漸增加 D做勻變速直線運(yùn)動(dòng)BD課堂練習(xí)【詳解】根據(jù)題意可知，粒子做直線運(yùn)動(dòng)，帶電粒子在平行板電容器之間受到兩個(gè)力的作用，如圖。一是重力，方向豎直向下；二是靜電力，方向垂直于極板向上。則靜電力與重力的合力方向與速度方向相反，粒子做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能逐漸減小，AC錯(cuò)誤，D正確；對(duì)該粒子做受力分

9、析有 加速度 又有 解得 又有 解得 B正確。課堂練習(xí)示波管加速電壓電子槍偏轉(zhuǎn)電極亮斑亮斑熒光屏工作原理：1.在加速電壓下，電子槍產(chǎn)生告訴飛行的電子束；2.示波管的YY偏轉(zhuǎn)電極上加的是待測(cè)的信號(hào)電壓，使電子沿YY方向偏轉(zhuǎn)。新知探究示波管加速電壓電子槍偏轉(zhuǎn)電極亮斑亮斑熒光屏工作原理：3.示波管的XX偏轉(zhuǎn)電極上加的是儀器自身產(chǎn)生的鋸齒形電壓(如圖所示)，叫作掃描電壓，使電子沿XX方向偏轉(zhuǎn)。新知探究示波管加速電壓電子槍偏轉(zhuǎn)電極亮斑亮斑熒光屏鋸齒形掃描電壓對(duì)應(yīng)亮斑 新知探究6（示波管）示波管原理圖如圖甲所示。它由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成，管內(nèi)抽成真空。如果在偏轉(zhuǎn)電極XX和YY之間都沒有加電壓，電子束從電子槍射出后沿直線運(yùn)動(dòng)，打在熒光屏中心，產(chǎn)生一個(gè)亮斑如圖乙所示。若板間電勢(shì)差UXX和UYY隨