物理：1.9《带电粒子在电场中的运动》1课件(新人教版选修3-1).ppt

教学目标 1.学习运用电场力，电场强度的概念研究带电粒子在电场中运动时的加速度，速度和位移的变化 2.学习运用电场力做功，电势，电势差，等势面得概念来研究带电粒子在电场中能量的转化 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 例题1：右图所示，两平行金属板间加一电压U，有一带正电荷q、质量为m的带电粒子在电场力的作用下以初速v0开始从正极板向负极板运动。则（1）带电粒子在电场中作什么运动？（2）粒子穿出负极板时的速度多大 补偿练习 如下图，水平放置的两平行金属板相距为h，一质量为m带电荷量为q的小球在B板下H处，以初速度v竖直向上进入两板间恰好达到A板，求两板间的电势差为多少？ 补偿练习 如图。一电子以 的速度沿与电场垂直的方向从A点飞入匀强电场，并从另一端沿与场强方向成150度角方向飞出，求A.B两点的电势差是多少？ 补偿练习2 如图。一电子经电压u 加速后进入两块水平放置间距为d电压为U的平行金属板间。若电子从两板间正中央水平射入，且正好穿出电场，求1.金属板A.B的长度，2电子穿出电场时的动能 * 1.9带电粒子在电场中的运动 萌山中学物理组 1牛顿第二定律的表达式？ 2动能定理的表达式？ 3平抛运动的相关知识点。 4电场力做功的计算公式？ 复习提问： 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。 带电粒子在匀强电场中 运动情况： 受到恒定的电场力 受力情况： 做匀变速运动 一. 带电粒子在电场中的加速 E1 用动能定理分析 （加速电压） 根据动能定理：qU = mv2/2 得 2qU m v = 粒子加速后的速度只与加速电压有关 此式也适用于非匀强电场的情况 一般用“动能定理”求解 分析： (1)带电粒子在电场中以加速度a=F/m=qU/md做匀加 速直线运动。 （2)由动能定理qU=mv2/2-mv02/2解得： ← U1→ + + v0 v v A B h H 1.非匀强电场中, 如何计算？ 电场力做功，只于始末位置电势差有关，和匀强电场一样计算 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？ 思考讨论 下面请同学们思考平抛运动的规律 二. 带电粒子在电场中的偏转 试根据类平抛运动的知识，推导偏移量 y和偏转角θ θ 偏移量 y的计算 （1）画出电场线，并进行受力分析 （2）粒子做什么性质的运动 （3）为计算y，需要知道哪些物理量？ （4）这些物理量能计算出吗？ 偏转角θ的计算 （1）什么叫偏转角 （2）怎样计算偏转角θ？ θ 出电场的速度和进电场的速度的夹角 对偏移公式的讨论 对于不同的带电粒子 （2）若以相同的动能射入， （1）若以相同的速度射入 则y∝q/m 则y∝q 例2.一束电子流经 U=5000V 的电压加速后，在距两极板等间距处垂直进入平行板间的匀强电场中，若两板间距 d=1.0cm，板长 l=5.0cm，那么，要使电子能从平行板间飞出，两个板之间的电压最多能加多少？此时对应的偏转角是多少？ 5000v 5.0cm 1.0cm A B 150度 v 思考题：让一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子的混合物经过同一加速电场由静止开始加速，然后在同一偏转电场里偏转，在通过加速电场时获得的动能是否相同？通过偏转电场时，它们是否会分为三股？请说明理由。 答案：通过加速电场时获得的动能Ek=qU,加速电压相同，二价氦离子电荷量最大，所以二价氦离子获得动能最大。粒子的偏转量和偏转角由加速电场和偏转电场决定，所以三种粒子不可能分开为三股。 课堂小结： 一、利用电场使带电粒子加速 二、利用电场使带电粒子偏转 从动力学和运动学角度分析 从做功和能量的角度分析 类似平抛运动的分析方法 粒子在与电场垂直的方向上做 匀速直线运动 粒子在与电场平行的方向上做 初速度为零的匀加速运动　 0 d u u 0 *