课件《带电粒子在电场中的运动》

带电粒子在电场中的运动人教版高中物理《选修3-1》第一章第9节学习目标1•学习运用静电力、电场强度等概念研究带电粒子在电场中运动时的加速度、速度和位移等物理量的变化。2•学习运用静电力做功、电势、电势差、等势面等概念研究带电粒子在电场中运动时的能量转化。3•了解示波管的工作原理，体会静电场知识对科学技术的影响。重点难点方法1.动力学角度带电粒子做匀变速直线运若初速度为0，则：若初速度不为0，则：222FEqUqaUqvmmdmmvadvudv0qm带电粒子：即基本粒子：如电子、质子、α粒子、离子等除有说明或明确的暗示外，一般都不考虑重力，但不能忽略质量。带电质点：如带电液滴、油滴、尘埃颗粒、小球等，除有说明或明确的暗示以外，一般都考虑重力。202Uqvvm方法2.功能角度分析静电力做的功等于粒子动能的变化量若初速度为0，则：若初速度不为0，则：2102qUmv2Uqvm202Uqvvmv0qmvud1.动力学分析带电粒子以初速度v0垂直进入平行板产生的匀强电场中，受到与初速度方向垂直的静电力的作用做匀变速曲线运动，是类平抛运动。2.运动的分析（1）在垂直于电场线方向上不受力，做匀速直线运动。（2）在平行于电场线方向，受到静电力做初速度为0的匀加速直线运动。偏转角侧移3.深入探究ld+-----------+++++++++++Uv0q、mF+vv0vyyθ①粒子受力情况：仅受电场力：②粒子在极板间运动的时间：③粒子在极板间运动的加速度：④粒子射出电场时的偏转距离：①粒子离开电场时竖直方向的速度：②粒子射出电场时速度的偏转角θ满足：0LtvUFqEqdFEqUqammmd合2220122UqLyatmdv0yUqLvatmdv200tanyvUqLvmdv4.粒子做类平抛运动的推论（1）不同的带电粒子由静止经过同一加速电场（U1）加速后，又进入同一偏转电场（U2），则它们的运动轨迹必然重合。（2）粒子从偏转电场射出时，其速度v的反向延长线过水平位移的中点。如何求y0思考1.若考虑带电粒子的重力且重力方向与静电力方向相同，轨迹还是抛物线吗？为什么？是，因为重力与静电力在同一个方向，F合=mg+Eq，F合恒定且与初速度垂直，粒子仍做类平抛运动。2.若带电粒子的重力方向与静电力方向相反，当粒子垂直进入匀强电场中时，轨迹可能是什么图线？若mg=Eq，则粒子做匀速直线运动，轨迹是直线；若mg≠Eq，则轨迹为抛物线。示波管的原理1.作用：观察电信号随时间变化的情况2.组成：示波管（内部是真空的）、电子枪、偏转电极和荧光屏组成。电子枪偏转电极-+荧光屏YY’XX’YY’XX’产生高速飞行的电子束使电子沿Y方向偏移使电子沿x方向偏移3.原理若在电极XX之间不加电压，但在YY之间加不变的电压，使Y的电势比Y高(有时说这种情况是“Y正、Y负”)，电子束运动过程中受哪个方向的力?电子将打在屏上什么位置？电子枪偏转电极-+荧光屏YY’XX’YY’XX’若在YY之间不加电压，而在XX之间加不变的电压（X正、X负），电子将打在荧光屏的什么位置？电子枪偏转电极-+荧光屏YY’XX’YY’XX’示波管实际工作时，竖直偏转电极和水平偏转电极都加上电压，一般加在竖直偏转电极上的电压是信号电压，加在水平偏转方向的是扫描电压，若二者周期相同，在荧光屏上就会显示出信号电压随时间变化的波形图。作业：1、请同学们思考P36思考与讨论2、课本P39问题与练习1--5题课堂小结带电粒子在电场中的运动加速偏转类平抛初速度方向匀速直线运动静电力方向匀加速直线运动示波管构造原理2201122qUmvmv巩固训练例1．下列粒子由静止经加速电压为U的电场加速后，哪种粒子动能最大（），哪种粒子速度最大（）A、质子B、电子C、氘核D、氦核BD例2.如图所示，二价氦离子和质子的混合体，经同一加速电场加速后，垂直射入同一偏转电场中，偏转后，打在同一荧光屏上，则它们（）A、侧移相同B、偏转角相同C、到达屏上同一点D、到达屏上不同点ABC