高中物理 第1章 静电场 9 带电粒子在电场中的运动课件 新人教版选修31.ppt

第一章 静电场 9带电粒子在电场中的运动 带电粒子在电场中受静电力作用 我们可以利用电场来控制粒子 使它加速或偏转 如图所示是示波器的核心部件 示波管 这一节我们来探究带电粒子在电场中的运动规律 知识自主梳理 1 基本粒子的受力特点对于质量很小的基本粒子 如电子 质子等 虽然它们也会受到万有引力 重力 的作用 但万有引力 重力 一般 静电力 可以 带电粒子的加速 知识点1 远小于 忽略 2 带电粒子的加速如图所示 质量为m 带正电荷q的粒子 在静电力作用下由静止开始从正极板向负极板运动的过程中 qu 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 受力特点电场力大小 且方向与初速度v0的方向 3 运动特点做 运动 与力学中的 类似 知识点2 带电粒子的偏转 恒定 垂直 匀变速曲线 抛体运动 4 运动规律 如图所示 运动规律 v0 v0t 1 主要构造示波器的核心部件是示波管 主要由 和 组成 如图所示 知识点3 示波管的原理 电子枪 偏转电极 荧光屏 电子枪 发射并加速 偏转电极 yy 使电子束 偏转 加信号电压 xx 使电子沿 偏转 加扫描电压 荧光屏 电子束打在荧光屏上能使该处的荧光物质发光 2 基本原理示波器的工作原理是利用电子在电场中的加速和偏转 电子 沿y向 x向 重点难点突破 1 带电粒子的分类 1 基本粒子 如电子 质子 粒子 离子等 除有说明或有明确的暗示以外 此类粒子一般不考虑重力 但并不忽略质量 2 带电微粒 如液滴 油滴 尘埃 小球等 除有说明或有明确的暗示以外 一般都不能忽略重力 一 带电粒子在电场中的加速 2 处理带电粒子在电场中运动问题的两种基本思路 特别提醒 1 对带电粒子进行受力分析 运动特点分析和力做功情况分析是选择规律解题的关键 2 选择解题的方法是优先从功能关系的角度考虑 应用功能关系列式简单 方便 不易出错 以初速度v0垂直场强方向射入匀强电场中的带电粒子 受恒定电场力作用 做类似平抛的匀变速曲线运动 如图 二 带电粒子在电场中的偏转 特别提醒 1 对带电粒子在电场中的偏转问题也可以选择动能定理求解 但只能求出速度大小 不能求出速度方向 涉及方向问题 必须采用把运动分解的方法 2 让不同的粒子以相同的速度进入偏转电场 由于轨迹不同 可以把不同的粒子分离开 解析 一般可分为三个阶段 第一阶段为加速 遵循动能定理 第二阶段为偏转 遵循类平抛运动规律 第三阶段从偏转电极出来后 做匀速直线运动到达屏幕 考点题型设计 题型1带电粒子在电场中的加速 点评 求速度的两种方法中 解法一只适用于匀强电场 解法二适用于一切电场 acd 解析 在a选项所加电压下 电子将一直向b加速 在c选项所加电压下 电子也一直向b板运动 是先加速再减速至0 再加速再减速至0 一直向b板运动 d选项和c选项一样 只不过电子的加速度发生变化 只有在b选项所加电压下 电子先向b板加速再减速 再向a板加速再减速至初始位置 且速度变为0 如此在ab间运动 题型2带电粒子在电场中的偏转 1 求电子穿过a板时速度的大小 2 求电子从偏转电场射出时的侧移量 3 若要使电子打在荧光屏上p点的上方 可采取哪些措施 点评 本题是典型的带电粒子先加速再偏转的题目 处理此类题目常用动能定理 运动的合成与分解 牛顿运动定律 运动学公式等求解 bc 题型3对示波管工作原理的理解 ad 点评 本题的解题关键是通过读题 理解产生故障的原因是偏转位移减小 b 解析 由图 b 及图 c 知 当uy为正时 y板电势高 电子向y偏 而此时ux为负 即x 板电势高 电子向x 板偏 又由于在xx 之