帶電粒子電場中的運動

1、帶電粒子在電場中的運動重點：1.帶電粒子在電場中的加速問題。 2.帶電粒子在電場中的偏轉問題。難點：帶電粒子在電場中的加速、偏轉綜合問題。1合力恒定：做勻變速運動。合力變化：做非勻變運動復習：做直線、曲線運動條件？2演練、達標131.關于帶電粒子(不計重力)在勻強電場中的運動情況，下列說法正確的是( )A.一定是勻變速運動B.不可能做勻減速運動C.一定做曲線運動D.可能做勻變速直線運動，不可能做勻變速曲線運動【解析】選A。帶電粒子在勻強電場中受恒定合外力(電場力)作用，一定做勻變速運動，初速度與合外力共線時，做直線運動，不共線時做勻變速曲線運動，A對，B、C、D錯。4一、帶電粒子在電場中的加、

2、減速問題二、帶電粒子在勻強電場中做類平拋運動三、帶電粒子在電場中的加速偏轉綜合問題四、帶電粒子在電場和重力場的復合場中的運動題型5一、帶電粒子在電場中的加、減速問題在勻強電場中帶電粒子做勻加速直線運動，可通過牛頓定律和勻變速運動的運動學公式進行討論1.用力和運動的觀點2.用功和能的觀點根據(jù)動能定理，在任意電場中可通過式求解演練767.(9分)一個電子以4.0107 m/s的初速度沿電場線方向射入電場強度為2.5104 N/C的勻強電場中，問： 這個電子在電場中能前進多遠？ 用的時間是多少？ 這段距離上的電勢差是多少？ (電子質量m0.9110-30 kg)7練習： 在點電荷Q的電場中有A、B兩

3、點，將質子和粒子分別從A點由靜止釋放，則到達B點時，它們的速度大小之比為多少？QAB運動為變加速運動,不可能通過力和運動的關系求解. 因此用能量的觀點入手由動能定理求解此題.解：質子和粒子從A到B運動過程中，分別應用動能定理得8【變式訓練1】一質量為m，電量為-q的微觀粒子(不計重力)，以初速度v，從A板垂直離開板面，當A、B兩板間電壓為U時，粒子剛好能夠到達B板。如果要使粒子運動到A、B板中點時立即返回，可采用的方法是( )A.使初速度v減半B.使板間電壓加倍C.使板間電壓增為原來的4倍D.使初速度和板間電壓都加倍9【解析】選B。對帶電粒子用動能定理： 可得當初速度v減半或板間電壓變?yōu)樵瓉淼?/p>

4、4倍時，粒子運動到距A板 AB時就返回了，A、C錯；當初速度和電壓都加倍時，粒子運動距離變?yōu)樵瓉?倍，D錯；當電壓變?yōu)樵瓉淼?倍時，距離變?yōu)樵瓉淼?，B正確。10二、帶電粒子在勻強電場中做類平拋運動 垂直射入勻強電場的帶電粒子,在電場中的偏轉是類平拋問題,與重力場中的平拋運動處理方式相似,也就是“運動的合成與分解”法.達標3、5;演練8UL+-Y dY v0 q113.一電子以初速度v0沿垂直場強方向射入兩平行金屬板間的勻強電場中，現(xiàn)減小兩板間的電壓，則電子穿越兩平行板所需的時間( )A.隨電壓的減小而減小B.隨電壓的減小而增大C.與電壓無關D.隨兩板間距離的增大而減小【解析】選C。因粒子在水

5、平方向做勻速直線運動，極板長度和粒子初速度都未變化，故由 知C選項正確。UL+-Y dY v0 q12【想一想】大量帶電粒子，質量不同，帶電量相同，以相同的速度垂直電場進入并穿過同一個電容器，它們的運動時間相同嗎？運動軌跡相同嗎？提示：在水平方向上做勻速運動,由l=v0t知運動時間相同。不同粒子在沿初速度方向上運動情況相同，在垂直初速度方向上運動情況不同，故它們的運動軌跡不同。 135.如圖所示，一電子原具有Ek的動能。從A點垂直于電場線飛入勻強電場中，當從B點飛出電場時，速度方向跟電場強度方向成150角。已知電子電量為e，電場強度大小為E。 求電子在電場中的偏轉距離。14【解析】由題意知電子

6、在電場中的偏轉方向=60，故電子在B點處的速度大小而根據(jù)動能定理由以上關系式得偏轉距離答案：15【特別提醒】(1)對帶電粒子進行受力分析，運動特點分析、做功情況分析是選擇規(guī)律進行解題的關鍵。(2)選擇解題的方法時優(yōu)先從功能關系角度考慮，因為應用功能關系列式簡單、方便、不易出錯。16三、帶電粒子在電場中的加速偏轉綜合問題帶電粒子先經(jīng)加速電場加速后進入偏轉電場做類平拋運動.離開電場時的偏轉角 離開電場時的偏移量 均與帶電粒子的質量和電量無關.只要電性相同的帶電粒子,在電場中留下的軌跡相同,所以無法將電性相同的粒子分開.課本39頁4、5EU1Lv0vvy17四、帶電粒子在電場和重力場的復合場中的運動

7、由于帶電粒子在勻強電場中所受的電場力與重力都是恒力,因此其處理方法有以下: 2?！罢环纸夥ā? 1?！暗刃Хā?演練、達標4184.(2012瑞安高二檢測)如圖，一個帶正電的小球從一定的高度下落一段距離后以一定的初速度垂直進入水平方向的勻強電場，下列四個選項中能正確描述粒子在電場中運動軌跡的是( )194.如圖所示，細繩拴一帶負電的小球，球處在豎直向下的勻強電場中，使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動，則( )A.小球不可能做勻速圓周運動 B.當小球運動到最高點B時繩的張力一定最小C.小球運動到最低點A時，球的線速度一定最大D.小球運動到最低點A時，電勢能一定最大“等效重力法”.將重力和電場力進行合

8、成,則其等效于“重力”, a=F合m,等效于“重力加速度”.F合的方向等效于“重力”的方向即重力場中的豎直向下的方向。20課堂小結：一、利用電場使帶電粒子加速二、利用電場使帶電粒子偏轉從動力學角度分析從做功和能量的角度分析類似平拋運動的分析方法粒子在與電場垂直的方向上做勻速直線運動粒子在與電場平行的方向上做初速度為零的勻加速運動作業(yè)：21設偏轉極板長為l=1.6cm, 兩板間的距離為d=0.50cm,偏轉板的右端距屏L=3.2cm,若帶粒子的質量為1.6X10-10kg,以20m/s的初速度垂直電場方向進入偏轉電場,兩偏轉板間的電壓是8.0X103V,若帶電粒子打到屏上的點距原射入方向的距離是

9、2.0cm,求這帶電粒子所帶電荷量(不計空氣阻力和重力).V02.0cmylL偏轉勻速直線運動V1l/222YYXX-+-+-若金屬平行板水平放置,電子將在豎直方向發(fā)生偏轉若金屬平行板豎直放置,電子將在水平方向發(fā)生偏轉偏轉電極的不同放置方式23四、示波器 1、作用：觀察電信號隨時間變化的情況2、組成：示波管（內(nèi)部是真空的）、電子槍、偏轉電極和熒光屏組成。電子槍偏轉電極-+熒光屏YYXXYYXX24電子槍偏轉電極-+熒光屏YYXXYYXX1.如果在電極XX之間不加電壓,但在YY之間加不變的電壓,使Y的電勢比Y高(有時說這種情況是”Y正、Y負”),電子束運動過程中受哪個方向的力?電子將打在熒光屏的

10、什么位置?25電子槍偏轉電極-+熒光屏YYXXYYXX1.如果在YY 之間不加電壓,而在XX之間加不變的電壓, (X正、X負), 電子將打在熒光屏的什么位置?26電子槍偏轉電極-+熒光屏YYXXYYXX2.如果在XX 之間不加電壓,而在YY之間所加的電壓按圖所示的規(guī)律隨時間變化，在熒光屏會看到什么圖形？Uyt27電子槍偏轉電極-+熒光屏YYXXYYXX3.如果YY之間的電壓仍然如圖所示，而在XX 之間加不變的電壓(X正、X負”), 在熒光屏會看到什么圖形？Uxt28電子槍偏轉電極-+熒光屏YYXXYYXX3.如果YY之間的電壓仍然如圖所示，而在XX 之間加不變的電壓(X負、X正), 在熒光屏會看到什么圖形？Uyt29電子槍偏轉電