高考物理第一轮复习 带电粒子在电场中的运动课件2 新人教版.ppt

高三物理一轮复习课 带电粒子在电场中的运动 医用直线加速器 喷墨打印机 示波器 静电吸尘器 考试说明内容要求带电粒子在匀强电场中的运动 说明 带电粒子在匀强电场中运动的计算 只限于带电粒子进入电场时速度平行或垂直于场强的情况 带电粒子在电场中的加 减速 带电粒子在电场中的平衡问题 带电粒子在电场中的运动 知识结构 带电粒子在匀强电场中的偏转 带电粒子的圆周运动 带电粒子不规则复杂运动 解决带电粒子在电场中运动的基本思路 1 明确研究对象 受力分析 研究对象有两种 1 带电的基本粒子 如电子 质子 粒子 正负离子等 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 一般都考虑重力2 运动轨迹和过程分析 带电粒子运动形式决定于 粒子的受力情况和初速度情况 3 解题的依据 1 力的观点 牛顿运动定律和运动学公式 匀强电场 2 功能的观点 动能定理 能量守恒定律 任何电场 探究一 带电粒子在电场中的直线运动 加 减速 探究一 带电粒子在电场中的直线运动 加 减速 有两种分析方法 若初速度为0 则 解得 v 1 受力情况 2 运动形式 3 能量转化 思考 粒子离开电场时的速度 如图 不计重力的带正电粒子以初速度v0沿与电场线平行的方向进入匀强电场 1 用动力学观点分析 2 用功能观点分析 粒子只受电场力作用 电场力做的功等于物体动能的变化 只受恒定电场力 且电场力方向与初速度方向相同 匀加速直线运动 电场力做功将电势能转化为动能 此方法只适用于匀强电场 此方法适用于任何电场 思考与讨论 如图 在左极板附近分别由静止释放质子和 粒子 问这两种粒子运动到右极板的速度和时间相同吗 由运动学公式 解得 由动能定理解得 m 探究二 带电粒子在电场中的类平抛运动 探究二 带电粒子在电场中的类平抛运动 不计重力 1 受力情况 2 运动形式 3 能量转化 只受恒定的电场力 且电场力方向与初速度方向垂直 匀加速曲线运动 类平抛运动 电场力做功将电势能转化为动能 如图 不计重力的带电粒子以初速度v0垂直于电场线方向进入匀强电场中 l y d y v0 q v0 v vy s 探究二 带电粒子在电场中的类平抛运动 1 垂直电场方向 2 沿电场线方向 偏移量y 加速度 沿电场方向速度vy 速度偏向角 初速度为零的匀加速直线运动 匀速直线运动 不计粒子的重力 垂直进入电场 并能从极板间射出 位移偏向角 tan y x 4 运动规律回顾 运动的合成与分解 x y 求带电粒子在电场中运动的时间 1 如图所示 质量为m电量为q的带电粒子以初速度v0垂直电场贴着上极板边缘进入长为l间距为d的平行板中 若不计重力 则两板间所加的电压必须满足什么条件时 粒子才能从平行板中打出 思考与讨论 注意从极板间射入和射出的位置 d 能从平行板中射出 x ly d 结论 不同的带电粒子从静止经过同一电场加速后进入同一偏转电场 它们在电场中的偏转角度和偏转距离总是相同的 即它们的运动轨迹是重合的 2 若不同的带电粒子从静止经过同一加速电压u1加速后进入偏转电场u2中 求偏转距离和偏转角 由此得 由动能定理有 3 若平行板电容器如图水平放置 带正电粒子以水平的初速度进入电场 但粒子的重力不能忽略不计 则粒子的运动又如何 f eq mg ay eq mg m 思考与讨论 若粒子带负电呢 1 二价氧离子与一价碳离子从水平放置的平行金属板的中央沿垂直于电场方向发射 在下列各种情况下 求它们飞出电场时 在竖直方向上偏移的位移大小之比 射入时速度相同 射入时动能相同 经相同电压加速后射入 1 1 2 3 2 2 1 与q和m无关 首先作好铺垫 求解物理量之比的程序设计1 找出所求量的表达式 2 先确定常量 3 再确定所求量 因变量 与表达式中自变量的比例式4 代入数值求解 巩固应用 及时突破小试牛刀 2 分别将带正电 负电和不带电的三个等质量小球 分别以相同的水平速度由p点射入水平放置的平行金属板间 已知上板带负电 下板接地 三小球分别落在图中a b c三点 则正确的是 a a带正电 b不带电 c带负电b 三小球在电场中加速度大小关系是 aa ab acc 三小球在电场中运动时间相等d 三小球到达下板时的动能关系是ekc ekb eka 解析 水平方向位移有 x v0t又xa xb xc所以ta tb tc 故c错误在竖直方向位移有 又ya yb yc所以aa ab ac 故b a正确电场力对a做负功 对b不做功 对c做正功 故d正确 巩固应用 及时突破小试牛刀 abd 曲线运动的基本解法就是运动的合成和分解 学会用能量的观点处理带电粒子在电场中的运动问题 你本节课的收获 是什么 小结 带电粒子在匀强电场中的运动 加速 偏转 解题方法 牛顿运动定律和运动学公式 匀强电场 动能定理 能量守恒定律 任何电场 运动的合成与分解 解题方法 动能定理 能量守恒定律 2 a b c三个 粒子同时由同一点垂直进入偏转电场 其轨迹如图所示 其中b恰好飞出电场 由此可以肯定 a 在b飞离电场的同时 a刚好打在