《1.9 帶電粒子在電場中的運動》課件(新課標人教版3-1)

帶電粒子在電場中的運動Evv3、某些帶電體是否考慮重力，要根據(jù)題目暗示或運動狀態(tài)來判定電場中的帶電粒子一般可分為兩類：1、帶電的基本粒子：如電子，質(zhì)子，α粒子，正負離子等。這些粒子所受重力和電場力相比在小得多，除非有說明或明確的暗示以外，一般都不考慮重力。（但并不能忽略質(zhì)量）。2、帶電微粒：如帶電小球、液滴、塵埃等。除非有說明或明確的暗示以外，一般都考慮重力。一、帶電粒子的平衡二、帶電粒子的加速三、帶電粒子的偏轉(zhuǎn)四、示波管的原理帶電粒子在電場中的運動

帶電粒子在電場中的運動

一、帶電粒子的平衡：

若帶電粒子在電場中所受合力為零，即∑F＝0時，粒子將保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)。

例：帶電粒子在電場中處于靜止狀態(tài)，該粒子帶正電還是負電?

分析：帶電粒子處于靜止狀態(tài)，∑F=0，Eq=mg，因為所受重力豎直向下，所以所受電場力必為豎直向上。又因為場強方向豎直向下，所以（圖一）帶電粒子帶負電，（圖二）帶電粒子帶正電。

EqmgEqmg(圖一）（圖二）二、帶電粒子的加速：（不計重力）帶電粒子在電場中的運動

如圖三所示，在真空中有一對平行金屬板，由于接上電池組而帶電，兩板間的電勢差為U。若一個質(zhì)量為m，帶正電荷q的粒子，在靜電力作用下由正極板向負極板運動，計算它到達負極板時的速度。1、運動狀態(tài)分析：

帶電粒子沿與電場線平行的方向進入勻強電場，受到的電場力與運動方向在同一直線上，做加（減）速直線運動。2、用功能觀點分析：

粒子只受電場力作用，動能變化量等于電場力做的功，即：（1）若初速度為零，則：（2）若初速度不為零，則：Fq(圖三）UdE(圖三）Ud帶電粒子在電場中的運動

結(jié)論：此方法即適用于勻強電場，也適用于非勻強電場。

對勻強電場，也可直接應用運動學和動力學公式求解，請同學們下去自己練習。解答詳見課本。三、帶電粒子的偏轉(zhuǎn)：（不計重力）帶電粒子在電場中的運動

ld+-----------+++++++++Uv0q、mld+-----------+++++++++++Uv0q、mF+vv0vyyθ偏轉(zhuǎn)角側(cè)移距離三、帶電粒子的偏轉(zhuǎn)：（不計重力）帶電粒子在電場中的運動

帶電粒子在電場中的運動

三、帶電粒子的偏轉(zhuǎn)：（不計重力）1、運動狀態(tài)分析：

帶電粒子以速度V0垂直于電場線方向飛入兩帶電平行板產(chǎn)生的勻強電場時，若只受電場力作用，做勻變速曲線運動。2、偏轉(zhuǎn)問題的分析處理方法：（類似平拋運動分析方法）（1）沿初速度方向是速度為V0的勻速直線運動；（2）沿電場力方向是初速度為零的勻加速直線運動。類平拋運動與粒子比荷q/m成正比與粒子初速度v0平方成反比與電場的屬性U、l、d有關(guān)帶電粒子在電場中的運動

三、帶電粒子的偏轉(zhuǎn)：（側(cè)移距離）與粒子比荷q/m成正比與粒子初速度v0平方成反比與電場的屬性U、l、d有關(guān)類平拋運動帶電粒子在電場中的運動

三、帶電粒子的偏轉(zhuǎn)：（偏轉(zhuǎn)角）帶電粒子在電場中的運動

三、帶電粒子的偏轉(zhuǎn)：（不計重力）解答詳見課本。

質(zhì)子(質(zhì)量為m、電量為e)和二價氦離子(質(zhì)量為4m、電量為2e)以相同的初動能垂直射入同一偏轉(zhuǎn)電場中，離開電場后，它們的偏轉(zhuǎn)角正切之比為

，側(cè)移距離之比為

。練習：四、示波管的原理：帶電粒子在電場中的運動

1、示波器：用來觀察電信號隨時間變化的電子儀器，其核心部分是示波管。2、示波管的構(gòu)造：由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成（如圖）3、原理：利用了電子的慣性小，熒光物質(zhì)的熒光特性和人的視覺暫留等，靈敏，直觀地顯示出電信號隨間變化的圖線。2、原理（１）ＹＹ′的作用：被電子槍加速后在ＹＹ′的電場中做勻變速曲線運動，出電場后做勻速直線運動打到熒光屏上，出現(xiàn)亮斑，可推得在豎直方向偏移：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？YY’X’y′隨信號電壓同步變化，但由于視覺暫留和熒光物質(zhì)的殘光特性，只能看到一條豎直的亮線X示波器圖象UXt掃描電壓（２）ＸＸ′的作用：同理可得亮斑在水平方向偏移隨加在ＸＸ′上的電壓而變化，若所加的電壓為特定的周期性變化電壓則亮斑在水平方向來回運動－－掃描，如果掃描電壓變化很快，亮斑看起來為一條水平的亮線．示波器圖象YY’X’X如果在YY’之間加如圖所示的交變電壓，同時在XX’之間加鋸齒形掃描電壓，在熒光屏上會看到什么圖形？XYOABCDEFABCDEFABOCt1DEFt2如果信號電壓是周期性的，并且掃描電壓與信號電壓的周期相同，就可以在熒光屏上得到待測信號在一個周期內(nèi)隨時間變化的穩(wěn)定圖象XYY’X’UXt示波器圖象帶電粒子在電場中的運動

五、課堂小結(jié)：一、帶電粒子的平衡二、帶電粒子的加速三、帶電粒子的偏轉(zhuǎn)四、示波管的原理2、偏轉(zhuǎn)問題的分析處理方法：1、運動狀態(tài)分析：2、用功能觀點分析：1、運動狀態(tài)分析：3、側(cè)移距離和偏轉(zhuǎn)角：小結(jié)帶電粒子在電場中的運動

六、課堂練習：1、下列粒子由靜止經(jīng)加速電壓為U的電場加速后，哪種粒子動能最大（）哪種粒子速度最大（）

A、質(zhì)子B、電子

C、氘核D、氦核與電量成正比與比荷平方根成正比帶電粒子在電場中的運動

六、課堂練習：

2、質(zhì)量為1×10-25kg、電量為1×10-16C的帶電粒子以2×106m/s速度從水平放置的平行金屬板A、B中