高中物理-帶電粒子在勻強電場中的運動課件-廣東版選修3

帶電粒子在勻強電場中的運動要點·疑點·考點課前熱身能力·思維·方法課程標準與考試說明隨堂訓(xùn)練課堂小結(jié)

帶電粒子在電場中的運動是力學(xué)知識和電學(xué)知識的綜合。考試說明把這部分知識知識列為Ⅱ級要求（對所列知識要理解其確切含義及與其他知識的聯(lián)系；并能在問題的分析、綜合、推理、判斷過程中應(yīng)用—與課程標準的理解應(yīng)用相當(dāng)，屬于較高要求）。

從近幾年的高考試題來看，帶電粒子在電場中的運動是高考的熱點內(nèi)容。考察方向主要為帶電粒子在勻強電場中的加速、偏轉(zhuǎn)，或者通過與磁場進行聯(lián)系進行綜合性的考察。課程標準與考試說明：要點·疑點·考點(1)電場力：一切帶電粒子在電場中都要受到電場力F=qE，與粒子的運動狀態(tài)無關(guān)；電場力的大小、方向取決于電場(E的大小、方向)和電荷的正負，勻強電場中電場力為恒力，非勻強電場中電場力為變力.帶電粒子在電場中的運動問題就是電場中的力學(xué)問題，研究方法與力學(xué)中相同.只是要注意以下幾點：1.帶電粒子受力特點要點·疑點·考點①帶電基本粒子(如電子、質(zhì)子、α粒子、正負離子等)，在電場中運動時均不考慮重力（但不能忽略質(zhì)量）；③未明確說明“帶電粒子”的重力是否考慮時，可根據(jù)題中的暗示(如涉及豎直方向)或結(jié)合粒子的運動過程、運動性質(zhì)進行判斷.(2)重力（分兩類）②宏觀帶電體（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。要點·疑點·考點2.帶電粒子的運動過程分析方法(1)運動性質(zhì)有：平衡(靜止或勻速直線運動)和變速運動(常見的為勻變速)，運動軌跡有直線和曲線(偏轉(zhuǎn)).(2)對于平衡問題，結(jié)合受力圖根據(jù)共點力的平衡條件可求解.課前熱身②判斷粒子運動性質(zhì)，是根據(jù)粒子受合力是否為零或是否恒定；判斷粒子的運動軌跡和運動性質(zhì)的根據(jù)是什么?若只受電場力作用，帶電粒子平行于電場方向進入勻強電場屬于什么性質(zhì)的運動?若垂直電場方向進入呢？各自用什么方法分析呢？【答案】①判斷運動軌跡，是根據(jù)合力方向與初速方向是否共線；③屬于勻變速直線運動④屬于勻變速曲線(拋物線)運動.對于勻變速直線運動：對于勻變速曲線運動：無論哪一類運動，都可以從功和能的角度用動能定理或能的轉(zhuǎn)化與守恒定律來求解，其中電場力做功除一般計算功的公式外，還有W=qU可用，這一公式對勻強和非勻強電場都適用，而且與運動路徑無關(guān).課前熱身可用運動學(xué)公式和牛頓第二定律、動能定理、能量守恒定律求解.可考慮將其分解為兩個方向的直線運動，對有關(guān)量進行分解、合成來求解.例3．如圖所示，離子發(fā)射器發(fā)出一束質(zhì)量為ｍ，電荷量為ｑ的正離子，從靜止經(jīng)加速電壓Ｕ１加速后，獲得速度Ｖ０，并沿垂直于電場方向射入兩平行板中央，受偏轉(zhuǎn)電壓Ｕ２作用后，以速度Ｖ離開電場，已知板長Ｌ，兩板間距為ｄ，求：（１）Ｖ０的大小（２）離子在偏轉(zhuǎn)電場中運動的時間ｔ（３）離子在偏轉(zhuǎn)電場中受到的電場力Ｆ的大?。ǎ矗╇x子在偏轉(zhuǎn)電場中的加速度ａ（５）粒子離開電場時的縱向速度Ｖｙ（６）Ｖ的大?。ǎ罚┝Ｗ与x開偏轉(zhuǎn)電場時的偏移量ｙ（８）粒子離開偏轉(zhuǎn)電場時的偏轉(zhuǎn)角θ的正切值能力·思維·方法﹢﹣﹢﹣Ｕ２1.帶電粒子勻強電場中的加速（不計重力）（1）受力及運動分析：帶電粒子僅在電場力作用下，由靜止開始在勻強電場中做勻加速直線運動（2）由動能定理：可求得其經(jīng)過加速電場后的動能或速度v0E2.帶電粒子在勻強電場中的偏轉(zhuǎn)（不計重力）受力特點：運動性質(zhì)：處理方法：沿初速方向（勻速直線運動）與初速垂直方向(初速度為零的勻加速直線運動）速度：偏轉(zhuǎn)角：只受電場力，且初速度與電場力垂直類平拋運動運動的合成與分解v=作用：用來觀察電信號隨時間變化的情況儀器構(gòu)造：核心部件是示波管.由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成3.示波器工作原理：電子先由加速電壓U1加速，再經(jīng)偏轉(zhuǎn)電壓U2和U3偏轉(zhuǎn)U1U2U3隨堂訓(xùn)練1.如圖所示是一示波管工作的原理圖。電子經(jīng)過一電壓為U1的加速電場，加速后垂直進入偏轉(zhuǎn)電場，離開偏轉(zhuǎn)電場時的偏移量是h，兩平行板間的距離為d，電壓為U2,板長為L。每單位電壓引起的偏移量h/U2叫示波管的靈敏度。為了提高示波管的靈敏度，可采用下列哪些方法（）A.減小U2

B.增大U2

C.減小dD.增大U1ChU2電子在加速電場中，由動能定理：進入偏轉(zhuǎn)電場，在平行板面方向做勻速運動：垂直板面方向做勻加速直線運動，加速度：側(cè)移量：即課堂小結(jié)：一、帶電粒子（由靜止開始）在電場中加速二、帶電粒子在電場中偏轉(zhuǎn)運動的合成和分解沿初速度方向

沿電場力方向速度：偏轉(zhuǎn)角：v=由動能定理：解：（1）運用動能定理：﹢﹣﹢﹣Ｕ２(2)沿初速度方向做勻速直線運動：﹢﹣﹢