帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課件

帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)：1、理解帶電粒子在電場(chǎng)中的加速、偏轉(zhuǎn)情況。2、運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，分析示波管的原理?；脽羝?預(yù)備知識(shí)：1.牛頓第二定律：物體的加速度跟物體所受的合外力F成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。表達(dá)式：F=ma2.動(dòng)能定理：物體所受合外力(包括重力）對(duì)物體所做總功等于物體的動(dòng)能的變化。

表達(dá)式：W=mv2/2-mv20/23.帶電粒子在電場(chǎng)中受電場(chǎng)力大小：F=qE4.電場(chǎng)力做功：W=qU=qEd（勻強(qiáng)電場(chǎng)）5.電場(chǎng)強(qiáng)度和電壓的關(guān)系：E=U/d（勻強(qiáng)電場(chǎng)）預(yù)備知識(shí)：牛頓第二定律：F=ma動(dòng)能定理：W=mv2/2-mv20/2帶電粒子在電場(chǎng)中受電場(chǎng)力大?。篎=qE電場(chǎng)力做功：W=qU=qEd電場(chǎng)強(qiáng)度和電壓的關(guān)系：E=U/d（勻強(qiáng)電場(chǎng)）幻燈片5處理帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的一般思路①分析帶電粒子的受力情況，尤其要注意是否應(yīng)該考慮重力，電場(chǎng)力是否恒定等。按具體問(wèn)題具體分析的原則：只有當(dāng)帶電粒子的重力遠(yuǎn)小于電場(chǎng)力時(shí)，重力才可以忽略不計(jì)，若帶電粒子的重力跟電場(chǎng)力差不多時(shí)，就必須考慮重力了。一般：微觀粒子比如電子、質(zhì)子、離子等除了有說(shuō)明或者明確暗示之外，一般都不考慮重力（但并不可以忽略質(zhì)量）。帶電微粒比如油滴、液滴、塵埃、小球等，除了有說(shuō)明或者有明確暗示之外，一般都不可以忽略重力。②分析帶電粒子的初始狀態(tài)及條件，確定帶電粒子作直線運(yùn)動(dòng)還是曲線運(yùn)動(dòng)。③建立正確的物理模型，確定解題途徑是用動(dòng)力學(xué)，或動(dòng)能定理，或是兩者結(jié)合使用。④利用物理規(guī)律或其他手段（如幾何圖形）找出各物理量間的關(guān)系，建立方程組?；脽羝?電荷在電場(chǎng)中會(huì)受到電場(chǎng)力的作用，因此在科學(xué)技術(shù)上常用電場(chǎng)來(lái)改變和控制帶電粒子的運(yùn)動(dòng)。應(yīng)用大致可分為兩個(gè)方面：（1）利用電場(chǎng)使帶電粒子加速。（2）利用電場(chǎng)使帶電粒子偏轉(zhuǎn)。

二、帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)

條件：帶電粒子以垂直場(chǎng)強(qiáng)的方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)。受力分析：帶電粒子所受電場(chǎng)力大小方向不變，F(xiàn)電與V0垂直運(yùn)動(dòng)性質(zhì)：類(lèi)似于平拋運(yùn)動(dòng).帶電粒子的偏轉(zhuǎn)v0++++++------y豎直方向：初速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)U2水平方向：勻速直線運(yùn)動(dòng)水平方向：l豎直方向：d(-q,m)Fv0vφv⊥------v0++++++U2帶電粒子穿出電場(chǎng)后的運(yùn)動(dòng)方向：V0、v⊥速度V的兩個(gè)分速度。根據(jù)兩分運(yùn)動(dòng)規(guī)律有：水平方向勻速運(yùn)動(dòng)，即v0大小方向都不變。豎直方向做初速為0的勻加速運(yùn)動(dòng)，所以有：U2通常叫做偏轉(zhuǎn)電壓偏轉(zhuǎn)角xYV+V0+q、mFyv0vy-電壓為U2帶電粒子通過(guò)電場(chǎng)發(fā)生的偏轉(zhuǎn)距離為：粒子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)偏轉(zhuǎn)角的正切值為幻燈片25三、示波管的原理下圖我們常見(jiàn)的一種示波器，可用來(lái)觀察電信號(hào)隨時(shí)間的變化情況．熒光屏偏轉(zhuǎn)電極電子槍真空玻璃管ABU0dABU0d示波管主要組成:電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏，管內(nèi)真空。示波器的作用：把被測(cè)電壓信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)光的圖形。示波器的核心部件是示波管。對(duì)于確定的示波管e、l、m、d、v0、L都是一定的。所以熒光屏上亮斑的偏移的大小，跟加在偏轉(zhuǎn)電極上的電壓U2的大小成正比。所以我們可以用示波器來(lái)測(cè)量電壓。水平方向：加掃描電壓。out掃描周期為被測(cè)電壓周期相同掃描周期為被測(cè)電壓周期的1/2小結(jié)：利用電場(chǎng)可以使帶電粒子加速或偏轉(zhuǎn)．示波管是利用電場(chǎng)能使帶電粒子偏轉(zhuǎn)的原理制成的．熒光屏偏轉(zhuǎn)電極電子槍真空玻璃管xYV+V0+q、mFyv0vy-電壓為U2帶電粒子通過(guò)電場(chǎng)發(fā)生的偏轉(zhuǎn)距離為：粒子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)偏轉(zhuǎn)角的正切值為本節(jié)重點(diǎn)幻燈片24例二、兩平行金屬板間有勻強(qiáng)電場(chǎng)，不同的帶電粒子都以垂直與電場(chǎng)線方向飛入該場(chǎng)，要使這些粒子經(jīng)過(guò)電場(chǎng)后有相同大小的偏轉(zhuǎn)角，則它們應(yīng)具備的條件是(不計(jì)重力)A、有相同的動(dòng)能和相同的比荷B、有相同的動(dòng)量和相同的比荷C、有相同的速度和相同的比荷D、只要有相同的比荷就可以V0+,u2,—選C粒子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)偏轉(zhuǎn)角的正切值為V0Vy帶電體的電荷量和質(zhì)量的比值，叫做比荷，又稱(chēng)荷質(zhì)比。即q/m解題思路：題目的要求與偏轉(zhuǎn)角有關(guān)，則需要先求出該角度的某個(gè)函數(shù)表達(dá)式，從表達(dá)式中可以看出其與哪些物理量有關(guān)系。VF例題三．如圖所示，有三個(gè)質(zhì)量相等分別帶正電、負(fù)電和不帶電的小球，從平行板電場(chǎng)中的P點(diǎn)以相同的初速度垂直于電場(chǎng)方向進(jìn)入電場(chǎng)，它們分別落到A、B、C三點(diǎn)，則可以斷定：A落到A點(diǎn)的小球帶正電，落到C點(diǎn)的小球帶負(fù)電B．三小球在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等C．三小球到達(dá)正極板的動(dòng)能關(guān)系是D．三小球在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的加速度是E正電負(fù)電不帶電水平方向：勻速直線運(yùn)動(dòng)豎直方向：初速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)所以t負(fù)<t不<t正,即L負(fù)<L不<L正

選AF負(fù)>F不>F正a負(fù)>a不>a正例題五、如圖所示，電子在電壓為U1的加速電場(chǎng)中由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，然后進(jìn)入電壓為U2的兩塊平行極板間的電場(chǎng)中，入射方向和極板平行．整個(gè)裝置放在真空中，在滿足電子能射出平行板區(qū)的條件下，一定能使電子的偏轉(zhuǎn)角θ變大的是：A.U1變大、U2變大B.U1變小、U2變大C.U1變大、U2變