物理教科选修3-1第1章第五节.ppt

三、实验观察：带电粒子在电场中的偏转 通常实验室里的示波管与上述阴极射线管的原理是一样的，只不过管内多了一对水平偏转电极，如图所示。 三、带电粒子的加速 1．常见带电粒子及受力特点 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，通常情况下，重力可以忽略． 核心要点突破 3．受力分析： 因带电粒子(电子、质子、α粒子)受到的重力远远小于静电力，所以讨论带电粒子在电场中运动的问题时忽略重力，而带电液滴、小球、尘埃则不可忽略重力，在分析这类问题时只需求静电力与重力的合力就可以了． 4．处理方法： 可以从动力学和功能关系两个角度进行分析，其比较如下： 两个角度 内容 动力学角度 功能关系角度 应用知识 应用牛顿第二定律以及匀变速直线运动公式 功的公式及动能定理 适用条件 匀强电场，静电力是恒力 可以是匀强电场，也可以是非匀强电场，静电力可以是恒力，也可以是变力 四、带电粒子在电场中的偏转 1．进入电场的方式：以初速度v0垂直于电场线方向进入匀强电场． 2．受力特点：静电力大小不变，且方向与初速度v0的方向垂直． 3．运动特点：做匀变速曲线运动，与力学中的平抛运动类似． 4．运动规律： 4．运动规律： 即时应用 (即时突破，小试牛刀) 4.如图1－5－6所示，两金属板与电源相连接，电子从负极板边缘垂直电场方向射入匀强电场，且恰好从正极板边缘飞出．现在使电子入射速度变为原来的两倍,而电子仍从原位置射入，且仍从正极边缘飞出，则两极板的间距应变为原来的(　　) 图1－5－6 课堂互动讲练 电势差和电场强度关系的计算 平行的带电金属板A、B间是匀强电场，如图1－5－7所示，两板间距离是5 cm，两板间的电压是60 V．试问：(1)两板间的场强是多大？ (2)电场中有 例1 图1－5－7 P1和P2两点，P1点离A板0.5 cm，P2点离B板也是0.5 cm，P1和P2两点间的电势差为多大？ (3)若B板接地，P1和P2两点的电势各是多大？ 【思路点拨】　公式U＝Ed中的d是沿电场方向的两点间的距离． (3)由公式φ1－φB＝Ed1B ＝1200×(4.5×10－2)V＝54 V得：φ1＝54 V. 同理φ2－φB＝Ed2B ＝1200×0.5×10－2 V＝6 V得：φ2＝6 V. 【答案】　(1)1200 V/m　(2)48 V　(3)54 V　6 变式训练1　如图1－5－8所示是匀强电场中的一组等势面，若A、B、C、D相邻两点间距离为2 cm，A和P点间的距离为1.5 cm，则该电场的场强E和P点的电势φP分别为多大？ 图1－5－8 如图1－5－9所示，实线为电场线，虚线为等势线，且AB＝BC，电场中的A、B、C三点的场强分别为EA、EB、EC，电势分别为φA、φB、φC，AB、BC间的电势差分别为UAB、UBC，则下列关系中正确的有(　　) 例2 图1－5－9 A．φAφBφC B．ECEBEA C．UABUBC D．UAB＝UBC 【精讲精析】　由题图中电场线的分布规律可知，电场不是匀强电场，C附近稠密，A附近稀疏，C附近的场强大于A附近的场强，选项B正确；由公式U＝Ed知：UBC＞UAB ，选项C对，D错；由电场线的方向是电势降低的方向得选项A正确． 【答案】　ABC 【思路点拨】　公式U＝Ed在非匀强电场中可用于定性分析． 【规律总结】　本题涉及电场中的三个基本物理量，各个物理量都是由哪些因素确定的，它们之间又有什么关系是解决问题的关键． 变式训练2　如图1－5－10所示,实线表示电场线，虚线表示等势线，a、b两点的电势分别为φa＝－50 V，φb＝－20 V，则a、b连线的中点c的电势φc应为(　　) 图1－5－10 A．φc＝－35 V B．φc＞－35 V C．φc＜－35 V D．无法判断 解析：选B.若电场为匀强电场，则φb－φc＝φc－φa，可求得φc＝－35 V；由图易知ac处场强要大于bc处，故可由U＝Ed定性分析知Ub c＜Uc a，则φc＞－35 V，应选B. 示波管的应用 如图1－5－11所示是示波管的原理示意图．电子从灯丝发射出来经电压为U1的电场加速后，通过加速极板A上的小孔O1射出，沿中心线O1O2进入M、N间的偏转电场，O1O2与偏转电场方向垂直，偏转电场的电压为U2，经过偏转电场的右 例3 图1－5－11 端P1点离开偏转电场,然后打在垂直O1O2放置的荧光屏上的P2点．已知平行金属极板M、N间距离为d，极板长度为L，极板的右端与荧光屏之间的距离为L′,不计电子之间的相互作用力及其所受的重力，且电子离开灯丝时的初速度可忽略不计． (1)求电子通过P1点时偏离中心线O1O2的距