9-第一章第九节带电粒子在磁场中的.ppt

一、知识与技能 掌握带电粒子的加速和偏转规律，知道示波管的主要结构和工作原理。 二、过程与方法 综合应用力学和电学的知识分析、解决带电粒子在电场中的运动。 三、情感、态度和价值观 培养综合分析问题的能力，体会物理知识的实际应用。 1．带电粒子及受力特点：电子、质子、α粒子、离子等带电粒子在电场中受到的静电力________重力，通常情况下，重力可以________。 2．若带电粒子的初速度为零，经过电势差为U的电场加速后，由qU＝________，可得其速度v0＝________。 3．带电粒子的偏转 当带电粒子以初速度v0垂直于电场线的方向进入场强为U的匀强电场中，则： (1)受力特点：电场力大小________，且方向与初速度v0的方向________。 (2)运动特点：做________运动，与力学中的________类似，故称为________。因此要分别从________方向和________方向相结合研究该运动。 4．示波器是用来观察________变化情况的仪器，它的核心部件是________，它由________、________和荧光屏组成，管内抽成真空。电子枪的作用是产生高速飞行的________，然后进入匀强电场中发生偏转。 答案： 1．远大于　忽略 2.mv　 3．(1)不变　垂直　(2)曲线　平抛运动　类平抛运动　平行于电场线　垂直于电场线 4．电信号随时间　示波管　电子枪　偏转电极　一束电子 知识点1 带电粒子的加速 1．带电粒子的分类 (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，一般都不考虑重力(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。 说明：(1)牛顿运动定律适用于匀强电场对带电粒子的加速，动能定理适用于任何电场对带电粒子的加速。 (2)选择解题的方法是优先从功能关系角度考虑，应用功能关系列式简单、方便，不易出错。 【例1】如图1－9－1所示，在真空室中有两个水平的金属板，板间的距离为h。有一质量为m的小油滴，带电量为q，自上极板的下表面处由静止开始自由下落，当它运动到两极板间距离的中点时，给两极板加电压U，使电荷受到向上的力。当电压等于多大，才能使小油滴在刚好接近下极板时，开始向上运动？ 【思维点悟】电场中的直线运动可以用运动学的速度、位移公式或推论。本题可以首选v2＝2ax；因为题设情景中只有位移和速度而没有时间。 知识点2 带电粒子在电场中的偏转(仅限于匀强电场) 1．运动状态分析：带电粒子以初速度v0垂直于电场线方向进入匀强电场时，受到恒定的与初速度方向成90°角的电场力做类平抛物体运动(是一种匀变速曲线运动)。 2．偏转问题的处理方法(类平抛物体运动分析法)：运用运动的合成与分解知识分析处理。 (1)沿初速度方向做匀速直线运动 (2)沿电场力方向做初速度为零的匀加速直线运动 【例2】一束电子流在经U＝5 000 V的加速电场加速后，在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场，如图1－9－3所示，若两板间距d＝1.0 cm，板长l＝5.0 cm，那么，要使电子能从平行板间飞出，两个极板上最多能加多大电压？ 【思维点悟】求解此题应注意以下三点： (1)离开加速电场时的速度即为进入偏转电场的速度。 (2)电子在偏转电场中的运动时间可根据沿平行板方向的运动求出。 (3)电子能从板间飞出的条件是偏移距离y≤。 知识点3 示波管的原理 示波器是可以用来观察电信号随时间变化情况的一种电子仪器，其核心部分是示波管，如图1－9－4所示。它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成。加在偏转电极YY′上的电压是所要研究的信号电压，如果信号电压是周期性的，且周期与扫描电压的周期相同，在荧光屏上就显示出信号电压随时间变化的图线。 【例3】示波管的主要结构由电子枪、偏转电极和荧光屏组成。在电子枪中，电子由阴极K发射出来后经加速电场加速，然后通过两对相互垂直的偏转电极形成的电场，发生偏转。其示意图如图1－9－5(图中只给出一对YY′方向偏转的电极)所示。已知：电子质量为m，电荷量为e，两个偏转电极间的距离为d，偏转电极右侧边缘到荧光屏的距离为L，没有加偏转电压时，电子从阴极射出后，沿中心线打到荧光屏上的O点时动能是E0。设电子从阴极发射出来时的初速度可以忽略，偏转电场只存在于两个偏转电极之间，求： (1)电子枪中的加速电压U是多少？ (2)如果YY′方向的偏转电极加的偏转电压是Uy，电子打到荧光屏上P点时的动能为Et。求电子离开偏转电场时，距中心线的距离sy。 【思维点悟】本题对电子技术中常用的示波管的工作原理进行分析和计算，与实际结合紧密，题目看似复杂繁琐，但用功与能的关系，结合运动合成与分解的基本知识解题，就显