第1章 第9节 第1课时 带电粒子在电场中的加速和偏转(41张PPT)

对应学生用书P34
带电粒子在电场中的加速 (2011· 福建高考 ) 反射式速调管是常用的微
波器件之一,它利用电子团在电场中的振荡来产生微
波,其振荡原理与下述过程类似.如图所示,在虚线MN 两侧分别存在着方向相反的两个匀强电场,一带电微粒 从 A 点由静止开始,在电场力作用下沿直线在 A、 B 两点 间往返运动.
长6 cm,求电子离开偏转电场时的速度及其与进入偏转 电场时的速度方向之间的夹角.
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第一章 静电场
【解析】
在加速电场中获得的动能 ① ② ③ 2qU0 m ④
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1 2 Ek= mv0=qU0 2 Eq 在偏转电场中的加速度a= m l 时间t= v0 由①式得v0=
第一章 静电场
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第一章 静电场
第9节 第1课时
带电粒子在电场中的运动 带电粒子在电场中的加速和 偏转
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第一章 静电场
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答案:D
2.功能观点分析 粒子在电场中偏转同样只受电场力的作用,所以仍然 可以根据动能定理定量计算出射速度等物理量.表达式qU 1 2 1 2 = mv - mv 0 适用于一切电场,尤其适用于仅需求解出射 2 2 速度时,但无法仅用此式求解出射速度的方向和偏移量等 物理量.
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第一章 静电场
4.对粒子的偏移量和偏转角的讨论 如图所示,水平方向 L = v0t ,则粒子在电场中的运
动时间t=L/v0
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第一章 静电场
竖直方向加速度a=Eq/m=qU/md
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第一章 静电场
Eql 由②③式得vy= mv 0
2 7 由④⑤式得v总= v2 + v = 1.9 × 10 m/s 0 y
- vy El 5 000×6×10 2 tanθ= = = =0.15, v0 2U0 2×1 000

解得θ=8° 32′.
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第一章 静电场
教材要点解读
对应学生用书P33
带电粒子在电场中的加速 1.电场中的带电粒子的分类 (1) 带电的基本粒子:如电子、质子、 α 粒子、正离
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子、负离子等,这些粒子所受重力和电场力相比要小得
多,除非有特别的说明或明确的标示,一般都不考虑重 力(但并不能忽略质量).
1 2 1Uq qL2 L 2 偏转距离y= at = md· v =2mv2dU 2 2 0 0
Uq L 粒子离开电场时竖直方向的速度为v1=at= mdv0 则合速度(如上图所示)为 v=
2 v1 +v2 0=
Uq L 2 2 + v 0 mdv 0
2
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差增大一倍,则电子到达Q板时间减为 错.答案为A.
答案:A
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第一章 静电场
带电粒子的偏转问题 电子从静止出发被1 000 V的电压加速,然 后进入另一个电场强度为5 000 N/C的匀强偏转电场,进
入时的速度方向与偏转电场的方向垂直.已知偏转电极
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第一章 静电场
(2)从功能关系角度出发,用动能定理求解. 带电粒子运动过程中,只受电场力作用,电场力做的 功为:W=qU 1 2 根据动能定理有:W= mv -0,解得v= 2 2Uq m .
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第一章 静电场
对带电粒子在电场中的偏转问题也可以选择动能定 理求解,但只能求出速度大小,不能求出速度方向,涉
及到方向问题,必须采用把运动分解的方法.
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第一章 静电场
解题方法指导
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第一章 静电场
(2012· 福 建 师 大 附 中 高 二 期 中 ) 如 图,在P板附近有一电子由静止开始向 Q板运动.已知两
极板间电势差为 U ,板间距为 d,电子质量为 m ,电荷量
为e.则关于电子在两板间的运动情况,下列叙述正确的是 ( )
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第一章 静电场
qU2l2 解析:带电粒子在电场区域偏转距离y= 2 2mdv0 qU2l 偏转角α,tanα= dmv2 0 1 2 经U1加速,有qU1= mv0 2 U2l2 由以上三式得y= 4dU1 U2l tanα= 2dU1 所以不同的带电粒子只要经相同电场加速,经相同电 场偏转,y和α均相同.
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第一章 静电场
3.偏转运动的分析处理方法 平抛运动的研究方法是运动的合成和分解,带电粒 子垂直进入电场中的运动也可采用运动的合成和分解的
方法进行.若带电粒子仅受电场力作用以初速 v0 垂直进
入匀强电场,则做类平抛运动,分析时一般都是分解为 两个方向的分运动来处理. (1)沿初速度方向为速度为v0的匀速直线运动; (2)沿电场力方向为初速度为零的匀加速运动.
【答案】
1.9×107
m/s
夹角为8°32′
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第一章 静电场
【方法总结】 (1) 处理带电粒子在电场中偏转问题应认真分析带电
粒子的运动情况.
(2) 解决带电粒子在电场中的偏转问题可以选择动能 定理求解. (3) 当需要确定带电粒子离开电场时的速度方向、位 移方向时,必须将运动进行分解,即分解为沿初速度方 向的匀速直线运动和沿静电力方向的初速度为零的匀加 速直线运动.
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第一章 静电场
(1) 对带电粒子进行受力分析,运动特点分析、做功 情况分析是选择规律进行解题的关键. (2) 选择解题的方法时优先从功能关系角度考虑,因
为应用功能关系列式简单、方便、不易出错.
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第一章 静电场
带电粒子在电场中的偏转 1.运动状态分析
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第一章 静电场
1 解析:由动能定理有 mv2=eU,得v= 2
2eU m ,可见
电子到达Q板的速率与板间距离d无关,故A项对、B项 U eU 错.两极板间为匀强电场E= d ,电子的加速度a= md ,由 1 2 运动学公式d= at 得t= 2 2d a= 2md eU ,若两极板间电势 2 倍,故CD项都 2
单的直线运动来处理.
(3) 如选用动能定理,则要分清有多少个力做功,是 恒力还是变力,以及初态和末态的动能增量;如选用能
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量守恒定律,则要分清有多少种形式的能在转化,哪种
能量是增加的哪种能量是减少的.
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第一章 静电场
5.几个推论 (1)粒子从偏转电场中射出时,其速度反向延长线与初 速度方向延长线交于一点,此点平分沿初速度方向的位 移. (2)位移方向与初速度方向间夹角的正切为速度偏转角 1 1 正切的 ,即tanα= tanθ. 2 2
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v1 qL 粒子离开电场时的偏转角度θ为tanθ= = 2 U. v0 mv0d
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第一章 静电场
(1)时间相等是两个方向分运动间联系的桥梁. (2) 若带电粒子除受电场力作用之外,还受到重力作 用或其他恒力作用,则同样要分解成两个不同方向的简
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第一章 静电场
(3) 以相同的初速度进入同一个偏转电场的带电粒 子,不论 m 、 q 是否相同,只要 q/m 相同,即荷质比相
同,则偏转距离y和偏转角θ相同.
(4)若以相同的初动能Ek0进入同一个偏转电场,只要 q相同,不论m是否相同,则偏转距离y和偏转角θ相同. (5)不同的带电粒子经同一加速电场加速后 (即加速电 压 U相同 ) ,进入同一偏转电场,则偏转距离 y 和偏转角 θ 相同.
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第一章 静电场
A .若将板间距 d 增大一倍,则电子到达 Q 板的速率
保持不变
B .若将板间距 d 增大一倍,则电子到达 Q 板的速率 也增大一倍 C.若将两极板间电势差 U增大一倍,则电子到达 Q 板的时间保持不变 D.若将两极板间电势差 U增大一倍,则电子到达 Q 板的时间减为一半
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人教版高二物理选修3-1 第一章第9节《带电粒子在电场中的运动》课件(共15张PPT)

人教版高二物理选修3-1 第一章第9节《带电粒子在电场中的运动》课件(共15张PPT)

v
++++++
φ
v0
-q
dd
v0
y
φ
l/2
- - -l - - -
4
5
二:带电粒子在电场中的偏转
带电粒子(不计重力)以垂直于匀强电
场的场强方向进入电场后,做类平抛运动
v0 x
dy
vx U
vy
v
垂直于场强方向做匀速直线运动:vx v0 , x v0t
平行于场强方向做初速度为零的匀加速直线运动:
例1、下列粒子从初速度为零的 状态经加速电压为U的电场后, 哪种粒子速度最大 ( A ) A、质子 B、氘核 C、氦核 D、钠离子
哪种粒子动能最大( )
例2、如图M、N是在真空中竖直放置的两块平
行金属板,质量为m电量为-q的带电粒子,以初
速度V0由小孔进入电场,当M、N间电压为U时, 粒子刚好能到达N板;如果要使这个带电粒子能
接一交变电压,上极板的电势随时间变化的图象 如左图。(每个电子穿过平行板的时间极短,可 以认为电压是不变的)求:
①在t=0.06s时刻,电
子打在荧光屏上的何处? ②荧光屏上有电子打到 的区间有多长?③屏上
的亮点如何移动?
vy

at,
y

1 2
at2, a

qE m

qU md
侧移距离: y

qU
2mv2 0d来自x 2 偏转角:tan

qU
mv
2 0
d
x
例4、带电粒子经加速电场加速后垂直进 入两平行金属板间的偏转电场,要使它离 开偏转电场时偏转角增大,可采用的办法 有:( ) A、增加带电粒子的电量 B、降低加速电压; C、提高偏转电压; D、减小两平行板间的距离。

高中物理 第一章 静电场 9 带电粒子在电场中的运动课

高中物理 第一章 静电场 9 带电粒子在电场中的运动课

2.如图所示初速度为零,质量为 m、带电荷量为 q
的带正电粒子,经过电势差为 U 的电场加速后,求其到 2qU
达负极板的速度.可根据_q_U__=12m v 2,得 v = ____m____
判断正误
(1)基本带电粒子在电场中不受重力.(×) (2)带电粒子仅在电场力作用下运动时,动能一定增 加.(×)
第一章 静电场
9 带电粒子在电场中的运动
学习目标
重点难点
1.知道示波管的构造和工作 原理.
重点
带电粒子在电 场中的加速和 偏转规律.
2.理解带电粒子在电场中的 加速和偏转规律.
3.应用加速和偏转电场的规 律解决相关问题.
难点
带电粒子在电 场中的偏转问 题及应用.
知识点一 带电粒子的加速
提炼知识 1.基本粒子的受力特点:对于质量很小的基本粒子, 如电子、质子等,虽然它们也会受到万有引力(重力)的作 用 , 但 万 有 引 力 ( 重 力 ) 一 般 __远__远__小__于___ 静 电 力 , 可 以 _忽__略__不__计___.
qE (2)沿电场力方向:做初速度为零,加速度为 a=_m___
qU =__m__d__的匀加速直线运动.
2.运动规律.
(1)偏转距离:由
l
qU
t=_v__0 _,a=_m__d_,所以
y=12at2=
_2_qm_U_d_·__v_l0_2__. qUl
(2)偏转角度:因为 v⊥=at=__m_d_v__0 __,所以 tan θ
电、负电和不带电的小球,从平行板电场中的 P 点以相 同的初速度垂直于 E 进入电场,它们分别落到 A、B、C 三点( )
1.带电粒子在电场中的加速.

高中物理课件-加速和偏转电场

高中物理课件-加速和偏转电场

vy v
求: 偏转角θ和偏移量y
偏转角
三、带电粒子的加速与偏转
+++++++++
A
B
+
++ v0
F电
--------
y v0
++ θ
U0
tan U1l
l y U1l 2 vy
v
2U 0 d
4U0d
见骄子P169考点三解题技巧
三、带电粒子的加速与偏转
+++++++++
A
B
+
++ v0
F电
--------
P (x,y)
α vx
内水平位移的中点。
y
vy v
xoB
xBA
xoA 2
时间为t 时,物体运动到点P处
三、带电粒子的加速与偏转
+++++++++
A
B
+
++ v0
F电
--------
l
U0 P169变式2、典例5 P36611
光屏
y1
++ θ v0
y
y2
vy v
+
l2
四、示波管工作原理 使电子沿Y
一、带电粒子的加速 二、带电粒子的偏转
一、带电粒子的加速
A
B
E +
1
qU0 = 2
mv2
v 2qU0 m
U0

《带电粒子在电场中的运动》人教版高二物理选修3-1PPT课件

《带电粒子在电场中的运动》人教版高二物理选修3-1PPT课件
【典例1】. 炽热的金属丝可以发射电子。在金属丝和金属板之间加以电压 U=2500V,发射出的电子在真空中加速后,从金属板的小孔穿出。电子穿出时 的速度有多大?设电子刚刚离开金属丝时的速度为0。 【解析】电子从金属丝到金属板,由动 能定理得:

由①得
典型例题
【典例2】.如图所示,在A板附近有一电子由静止开始向B板运动,则关于电子到
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第一章 静电场
第9节 带电粒子在电场中的运动
MENTAL HEALTH COUNSELING PPT
讲解人:XX老师 时间:2020.5.20
课堂导入
示波管中电子为什么偏转,其运动有什么规律?
一:带电粒子的加速运动
【情景】一个质量为m、带正电荷q的粒子,在静电力的作用下由静止开始从 正极板向负极板运动。
带电粒子的偏转:(不计重力)
++++++++
+
q.m
d+
v0
F
+
--------
-
l
二:带电粒子的偏转规律
1.运动状态分析:
带电粒子以速度v0垂直于电场线方向飞入两带电平行板产生的匀强电场时,若只 受电场力作用,则带电粒子做匀变速曲线运动。
二:带电粒子的偏转规律
2.偏转问题的分析处理方法:(类似平抛运动分析方法) (1)沿初速度方向是速度为v0的匀速直线运动; (2)沿电场力方向是初速度为零的匀加速直线运动。
二:带电粒子的偏转规律
类平抛运动
y
1 2
at 2
qUl 2 2mv02d
a F qE qU m m md l
t v0

高中物理第一章第9节带电粒子在电场中的运动课件

高中物理第一章第9节带电粒子在电场中的运动课件

2、若粒子以初速度 v0 沿垂直场强方向进入电场,
离子的运动情况如何?
二、带电粒子在电场中的偏转
+ + + + + ++ ++ ++++++ + + + +
y 1 t2
d
q、m +
v0
2
4、侧移
UF
y

v0
- - - - - - - -- - - -- - - - - - - -
l
vy v
解:电荷量为e的电子从金属丝移动到金属板,两处 的电势差为U,电势能的减少量是eU。电势能全部 转化为动能,所以
1 m 2 eU
2
解出速度v并把数值代入,得 v 2qU
m
3.0×107 m/s
例3:如图所示,在 P 板附近有一电子由静止开始向 N 板运动,
则关于电子在两板间的运动情况,下列叙述正确的是( BC)
q 是前边学习过的的荷质比也叫比荷。 m
思考与讨论
在上述问题中,两块金属板是平行的,两板间的电场 是匀强电场。如果两极板是其他形状,中间的电场不在均 匀,上面的结果是否仍然适用?为什么?
由于电场力做功与场强是否匀强无关,与运 动路径也无关,所以在处理电场对带电粒子的加 速问题时,一般都是利用动能定理进行处理。
F = qE a = F/m
W = qU 或 W=qEd
+++++++
-------
U
q
F
d
一、带电粒子的加速 E q

高中物理 第一章 11 第9节 带电粒子在电场中的运动课件 新人教版选修3-1

高中物理 第一章 11 第9节 带电粒子在电场中的运动课件 新人教版选修3-1

【自我检测】
判断正误 (1)电子、质子、α 粒子等带电粒子在电场中受 到的静电力一般远大于重力,因而通常情况下,重力可以忽略 不计.( ) (2)带电粒子(不计重力)在电场中由静止释放时,一定做匀加速 直线运动.( ) (3)对带电粒子在电场中的运动,从受力的角度来看,遵循牛顿 运动定律;从做功的角度来看,遵循能量的转化和守恒定 律.( )
2.原理 (1)扫描电压:XX′偏转电极接入的是由仪器自身产生的锯齿形 电压. (2)灯丝被电源加热后,出现热电子发射,发射出来的电子经加 速电场加速后,以很大的速度进入偏转电场,如果在 Y 偏转极 板 上 加 一 个 ___信__号__电__压_____ , 在 X 偏 转 极 板 上 加 一 ____扫__描__电__压____,在荧光屏上就会出现按 Y 偏转电压规律变化 的可视图象.
提示:沿电场方向 vy=at,tan θ=vv0y=vat0=mqUdvL20.
带电粒子在电场中的直线运动 1.关于带电粒子在电场中的重力 (1)基本粒子:如电子、质子、α 粒子、离子等,除有说明或有 明确的暗示以外,此类粒子一般不考虑重力(但并不忽略质量). (2)带电微粒:如液滴、油滴、尘埃、小球等,除有说明或有明 确的暗示以外,一般都不能忽略重力.
(2)怎样求带电粒子在电场中运动的时间 t?
提示:粒子在电场中的运动时间 t=vL0. (3)怎样求粒子运动的加速度? 提示:匀强电场的电场强度 E=Ud ,带电粒子所受电场力 F=qE, 加速度 a=Emq=mqUd.
Байду номын сангаас
(4)怎样求粒子射出电场时在电场力方向上的偏转距离? 提示:电场力方向上的偏转距离: y=12at2=12×mqUd×vL02=2qmUdLv220. (5)怎样求粒子离开电场时速度的偏转角?
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