粤教版高中物理必修第三册第二章第二节带电粒子在电场中的运动课件.ppt

2.导出关系(1)①偏移距离为y=?②速度偏转角θ的正切值tanθ=?=?③位移与初速度夹角α的正切值tanα=?=?。(2)若粒子经加速电场U0加速后进入偏转电场:由于qU0=?m?,则有y=?=?tanθ=?=?tanα=?=?3.两个推论(1)沿垂直于电场方向射入(即沿x轴射入)的带电粒子在射出电场时速度的反向延

长线交x轴于一点,该点与射入点间的距离为带电粒子在x轴方向上位移的一半。(2)位移方向与初速度方向间夹角α的正切值为速度偏转角θ的正切值的?,即tanα=?tanθ。导师点睛????(1)带电粒子在匀强电场中的偏转问题与之前所学的平抛运动的处理

方法相似,两种运动主要的区别是加速度不同。(2)对带电粒子在电场中的偏转问题也可以选择用动能定理求解,但只能求出速

度大小,不能求出速度方向,涉及方向的问题,必须采用运动分解的方法。典例如图所示,质子、氘核和α粒子【1】都沿平行板电容器两板中线OO方向垂

直于电场线射入板间的匀强电场【2】,射出后都打在同一个与OO垂直的荧光屏上,

使荧光屏上出现亮点。若它们是在同一位置由同一个电场从静止加速【3】后射入

此偏转电场的,则关于在荧光屏上将出现亮点的个数【4】,下列说法中正确的是?()

A.3个????B.1个C.2个????D.以上三种都有可能B信息提取????【1】质子、氘核和α粒子均不需要考虑重力作用。【2】三粒子在匀强电场中做类平抛运动。【3】加速时加速电压相同,电场力做功与电荷量成正比,决定着所获得的动能。【4】分析各粒子射出偏转电场的位置及偏转角度,从而确定亮点的个数。思路点拨粒子的运动包括三个阶段:第一阶段:粒子在加速电场中做加速运动,根据动能定理【5】可求出粒子离开加速

电场时的速度大小。第二阶段:粒子在偏转电场中做类平抛运动,根据牛顿第二定律【6】求加速度,根据

匀变速直线运动的位移公式【7】和运动的合成与分解【8】求出粒子离开偏转电场

时沿电场线方向的位移及粒子的速度偏转角正切值。第三阶段:离开偏转电场后,粒子做匀速直线运动,直到打在荧光屏上。解析????设板长为L,板间距为d。根据动能定理得qU1=?m?(由【5】得到),粒子在偏转电场中做类平抛运动,加速度为a=?(由【6】得到),运动时间为t=?,偏转位移为y=?at2(由【7】得到),联立以上各式可得y=?,粒子离开偏转电场时速度偏转角的正切值为tanθ=?=?=?=?(由【8】得到),由此可见,粒子在沿电场线方向的偏转位移及粒子的速度偏转角仅与加速电压U1、极板长度L、板

间距d和偏转电压U0有关,在质子、氘核和α粒子运动过程中,这四个物理量都相

同,所以它们的偏转位移相同,速度偏转角相同,粒子都打到同一点上,即只有一个

亮点,选项B正确,A、C、D错误。3带电粒子在变化电场中的运动1.交变电场在两个相互平行的金属板间加交变电压,两板之间便可出现交变电场,即电场强

度的方向随时间呈周期性变化。常见的产生交变电场的电压波形有方形波、锯

齿波、正弦波等。2.常见的模型特点(1)粒子做单向或往返直线运动其运动情况一般比较复杂,由于不同时段受力不同,运动情况也不同,常用v-t图像

来解决。应注意加速度相同的运动图线平行,图线与t轴所围图形面积表示位移,

对于运动性质不一样的运动,还需要分段分析。1|带电粒子在电场中的加速第二节带电粒子在电场中的运动1.条件:带电粒子只受电场力作用,所受静电力与速度方向在同一直线上。2.末速度的求解方法(1)质量为m、电荷量为q的带电粒子在电场强度为E的匀强电场中由静止释放,运

动时间为t时,根据牛顿运动定律和运动学规律得末速度v=?;若运动距离为L,还可根据动能定理qU=?mv2得末速度v=?。(2)若质量为m、电荷量为q的带电粒子初速度为v0,经过电势差为U的电场加速后,

根据动能定理qU=?mv2-?m?可求得末速度。知识拓展????带电粒子在电场中运动时重力的处理种类基本粒子带电微粒示例电子、质子、α粒子、离子等带电的液滴、油滴、尘

埃、小球等特点不计重力(但不能忽略质量)不能忽略重力说明某些带电体是否忽略重力,要根据题目说明或运动状态来判定2|加速器1.为了使带电粒子获得较高的能量,最直接的做法是让带电粒子在电场力的作用

下不断加速。2.带电粒子经过直线加速器的每一个缝隙时都会被电场加速,每个圆筒的长度都

与粒子进入圆筒时的速度成正比。3|带电粒子在电场中的偏转1.运动状态分析带电粒子以初速度v0垂直于电场方向飞入匀强电场