人教版（2019）高中物理必修第三册第十章第五节带电粒子在电场中的运动(共25张PPT).pptVIP

第五节 重点难点 重点: 带电粒子在电场中的加速和偏转规律 难点: 带电粒子在电场中的偏转问题及应用。 应用： 知道示波管的主要构造和工作原理。 + + + + + + + + _ _ _ _ _ _ _ _ U 带电粒子的加速 U E 加速 匀速 匀速 _ + + + + + + _ _ _ _ _ 匀速 匀速 加速 (+q,m) 加速后粒子的速度怎样计算呢？ 由动能定理可得 U 当V0一定时，U越大，则V越大；U越小，V越小 当U 一定时，V0越大，则V越大；V0越小，V越小 对某一粒子（m.q一定） 由牛顿定律得： 若在匀强电场中 单级加速---电子枪 低压电源加热灯丝产生热电子 高压 ＋ － 高压电源产生加速电场 原理： Uq=mv2/2－0 多级加速 问题：如图多级平行板连接，能否加速离子？ U ＋ ＋ ＋ － － － A B C D E F 多级直线加速器示意图 U 0 u0 -u0 t T 2T U ~ ＋ － 带电粒子的偏转 v0 l d + + + + + + - - - - - - -q φ v v0 v⊥ φ y l/2 F 运动状态分析 匀变速曲线运动（类平抛运动） 分析方法 沿初速度方向——匀速直线运动 沿电场线方向——初速度为零的匀加速直线运动 1.加速度: 2.飞行时间 3.侧移距离 4.偏角 求带电粒子离开电场时速度的大小。 方法2:根据动能定理求解 方法1:根据速度合成求解 注意加速电压U*不一定是两板的电压 不能求出方向 对粒子偏角的讨论 1.若不同的粒子是从静止经过同一电场加速电压U0加速后进入偏转电场U,由动能定理有 偏角大小与粒子q,m无关,即都相同 2.将粒子飞出电场时的速度反向延长,交原运动方向于O点,O点距电场边缘距离为x,则 粒子从偏转电场中射出时,好像从极板间l/2处沿直线射出似的 d l/2 y v0 -q v v0 v⊥ φ φ + + + + + + - - - - - - l Y X U 荧光屏 光斑 U0 若粒子是从静止经过电场加速电压U0加速后进入偏转电场U 发生侧移y；离开电场后，打在荧光屏上行成光斑，光斑距 荧光屏中心的距离Y。结合前面结论，推出y与Y的表达式 φ d l/2 y v0 -q v v0 v⊥ φ φ + + + + + + - - - - - - l Y X U 荧光屏 光斑 U0 (1) (2) 得出： 3．示波管的原理 （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：利用了带电粒子在电场中偏转的规律，灵敏、直观地显示出电信号随时间变化的图线。 水平偏转电极，加电压如图1，竖直偏转电极加电压如图2， 荧光屏上会出现什么图形？ Ux t T 2T t Uy T 2T 1、只加Ux—t电压 2、只加Uy—t电压 3、同时加Ux—t电压 和Uy—t电压 思考： 为什么叫做“示波器” 重点难点 重点: 带电粒子在电场中的加速和偏转规律 难点: 带电粒子在电场中的偏转问题及应用。 应用： 知道示波管的主要构造和工作原理。 研究方法小结： 1、研究带电粒子在电场中运动的两条主要线索 （1）力和运动的关系——牛顿第二定律 （2）功和能的关系——动能定理 2、研究带电粒子在电场中运动的两类重要的思维技巧 （1）类比与等效 电场力和重力都是恒力，在电场力作用下的运动可与重力作用下的运动类比 ---电场中的偏转为类抛体运动（类平抛、类斜抛） （2）整体法(全过程法) 电场力的功只与始末位置有关，从电荷运动的全过程中功能关系出发(尤其从静止出发末速度为零的问题)往往能迅速找到解题入口或简化计算．-----（使用动能定理解题时） 关于重力是否考虑的问题 1 、题目明确了重力不计或不能忽略重力的情况 2 、题目未明确的情况下: a)基本粒子(如电子、质子、离子等)重力一般忽略. b)带电颗粒(如液滴、尘埃、小球等)重力一般不能忽略.