高中物理 第一章 静电场 带电粒子在电场中的运动课件 新人教版选修31.ppt

1 9带电粒子在电场中的运动 目标导引 1 通过复习平抛运动的处理方法 能够使用 化曲为直 思想方法 类比分析带电粒子在电场中的加速和偏转问题 2 通过教师讲解 能利用牛顿第二定律 运动学公式和动能定理推导出带电粒子在电场加速后的速度v 在偏转电场中的纵向偏移量y和偏转角的正切值tan 3 学生分组讨论归纳 学会分析解决带电粒子在电场中的加速和偏转问题 知识回顾 平抛运动受什么力 是恒力吗 是什么运动性质 在水平和竖直方向有什么运动规律 受力特点 是恒力 且与初速度方向垂直 力f与v0不在同一直线上 且加速度恒定 是匀变速曲线运动运动规律 化曲为直 v0 f 电场中的带电粒子一般可分为两类 1 带电的基本粒子 如电子 质子 粒子 正负离子等 这些粒子所受重力和电场力相比小得多 除非有说明或明确的暗示以外 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 除非有说明或明确的暗示以外 一般都考虑重力 其他某些带电体是否考虑重力 要根据题目暗示或运动状态来判定 带正电粒子在匀强电场中 它受什么力 将做什么运动 运动情况 受到恒定的电场力 受力情况 做匀变速运动 思考题1 一 带电粒子在电场中的加速初速度为0的带电粒子在电场中运动 如何求到达负极板时粒子的的速度v 用牛顿运动定律和运动学知识分析 用动能定理分析 思考 可以从哪些知识角度来进行分析 1 受力分析 水平向右的电场力f eq qu d ma 2 运动分析 初速度为零 加速度为a qu md的向右匀加速直线运动 解法一运用运动学知识求解 解法二运用能量知识求解 结论 粒子加速后的速度只与加速电压有关 与极板间距离d无关 如两极板间不是匀强电场该用何种方法求解v 为什么 由于电场力做功与场强是否匀强无关 与运动路径也无关 第二种方法 能量知识 应用动能定理 仍适用 思考题2 所以 则 代入数据得 结论 由于电场力做功与场强是否匀强无关 与运动路径也无关 所以在处理电场对带电粒子的加速问题时 一般都是利用动能定理进行处理 变式如图所示 在p板附近有一电子由静止开始向q板运动 则关于电子在两板间的运动情况 请回答以下问题是否正确 1 两板间距越大 加速的时间越长 2 两板间距离越小 加速度就越大 则电子到达q板时的速度就越大 3 电子到达q板时的速度与板间距离无关 仅与加速电压有关 4 电子的加速度和末速度都与板间距离无关 二 带电粒子在电场中的偏转 d u v0 q m f v v0 vy y 偏转角 偏移量 二 带电粒子在电场中的偏转 带正电的粒子以初速度v0垂直电场线方向射入电场 试根据类平抛运动的知识 推导偏移量y和偏转角 的正切值 1 受力分析 粒子受到竖直向下的静电力f eq qu d 2 运动规律分析 粒子作类平抛运动 x方向 初速度为v0的匀速直线运动y方向 加速度为的匀加速直线运动 3 x方向 4 y方向 5 离开电场时的偏转角度的正切 结论 带电粒子初速度垂直于电场方向飞入匀强电场的问题就是一个类平抛的问题 粒子在与电场垂直的方向上做匀速直线运动粒子在与电场平行的方向上做初速为零的匀加速运动 课堂练习题 求v0 y tan v0 vy 复习回顾 v0 vy 1 电荷 q经加速电压u1