《1.9 带电粒子在电场中的运动》课件(新课标人教版3-1)解析.ppt

* * E v v 3、某些带电体是否考虑重力，要根据题目暗示或运动状态来判定 电场中的带电粒子一般可分为两类： 1、带电的基本粒子：如电子，质子，α粒子，正负离子等。这些粒子所受重力和电场力相比在小得多，除非有说明或明确的暗示以外，一般都不考虑重力。（但并不能忽略质量）。 2、带电微粒：如带电小球、液滴、尘埃等。除非有说明或明确的暗示以外，一般都考虑重力。 一、带电粒子的平衡 二、带电粒子的加速 三、带电粒子的偏转 四、示波管的原理 带电粒子在电场中的运动 带电粒子在电场中的运动 一、带电粒子的平衡： 若带电粒子在电场中所受合力为零，即∑F＝0时，粒子将保持静止状态 或匀速直线运动状态。 例 ：带电粒子在电场中处于静止状态，该粒子带正电还是负电? 分析：带电粒子处于静止状态，∑F=0，Eq=mg，因为所受重力竖直向下，所 以所受电场力必为竖直向上。又因为场强方向竖直向下，所以（图一）带电粒子 带负电，（图二）带电粒子带正电。 Eq mg Eq mg ( 图一 ） （ 图二 ） 二、带电粒子的加速：（不计重力） 带电粒子在电场中的运动 如图三所示，在真空中有一对平行金属板，由于接上电池组而带电，两板间 的电势差为U。若一个质量为m，带正电荷q的粒子，在静电力作用下由正极板向负 极板运动，计算它到达负极板时的速度。 1、运动状态分析： 带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强 电场，受到的电场力与运动方向在同一直线上， 做加（减）速直线运动。 2、用功能观点分析： 粒子只受电场力作用，动能变化量等于电场力做的功， 即： （1）若初速度为零，则： （2）若初速度不为零，则： F q ( 图三 ） U d E ( 图三 ） U d 带电粒子在电场中的运动 结论：此方法即适用于匀强电场，也适用于非匀强电场。 对匀强电场，也可直接应用运动学和动力学公式求解，请同学们下去 自己练习。 解答详见课本。 三、带电粒子的偏转：（不计重力） 带电粒子在电场中的运动 l d + - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + U v0 q、m l d + - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + U v0 q、m F + v v0 vy y θ 偏转角 侧移距离 三、带电粒子的偏转：（不计重力） 带电粒子在电场中的运动 带电粒子在电场中的运动 三、带电粒子的偏转：（不计重力） 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，做匀变速曲线运动。 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。 类平抛运动 与粒子比荷q/m成正比 与粒子初速度v0平方成反比 与电场的属性U、l、d有关 带电粒子在电场中的运动 三、带电粒子的偏转：（侧移距离） 与粒子比荷q/m成正比 与粒子初速度v0平方成反比 与电场的属性U、l、d有关 类平抛运动 带电粒子在电场中的运动 三、带电粒子的偏转：（偏转角） 带电粒子在电场中的运动 三、带电粒子的偏转：（不计重力） 解答详见课本。 质子(质量为m、电量为e)和二价氦离子 (质量为4m、电量为2e)以相同的初动能垂 直射入同一偏转电场中，离开电场后， 它们的偏转角正切之比为 ， 侧移距离之比为 。 练习： 四、示波管的原理： 带电粒子在电场中的运动 1、示波器：用来观察电信号随时间变化的电子仪器，其核心部分是示波管。 2、示波管的构造：由电子枪、偏转电极和荧光屏组成（如图） 3、原理：利用了电子的惯性小，荧光物质的荧光特性和人 的视觉暂留等，灵敏，直观地显示出电信号随间变化的图线。 2、原理 （１）ＹＹ′的作用：被电子枪加速后在ＹＹ′的电场中做匀变速曲线运动，出电场后做匀速直线运动打到荧光屏上，出现亮斑，可推得在竖直方向偏移： 如果在XX’ 之间不加电压,而在YY’之间所加的电压按图所示的规律随时间变化，在荧光屏会看到什么图形？ Y Y’ X’ y′随信号电压同步变化，但由于视觉暂留和荧光物质的残光特性，只能看到一条竖直的亮线 X 示波器图象 * *