高中物理 111 带电粒子在电场中的运动课件 新人教版选修31.ppt

高中物理 选修3 1 浙 第11讲带电粒子在电场中的运动 目标定位 1 会从力和能量角度分析计算带电粒子在电场中加速和偏转的有关问题 2 知道示波管的主要构造和工作原理 一 带电粒子的加速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 远小于 忽略 图1 11 1 动能定理 qu 想一想上述问题中如果两极板是其他形状 中间电场不再均匀 上面的结果是否仍然适用 为什么 答案仍然适用 因为电场力做功公式w qu对任意电场都适用 二 带电粒子的偏转以质量为m电量为q的粒子 初速度v0垂直于电场方向进入两平行板间场强为e匀强电场 板间距离为d 两板间电势差为u 板长为l 1 运动性质 1 沿初速度方向 初速度为的运动 v0 匀速直线 零 三 示波管的原理1 构造 示波管是示波器的核心部件 外部是一个抽成真空的玻璃壳 内部主要由 发射电子的灯丝 加速电极组成 是由一对x偏转电极板和一对y偏转电极板组成 和组成 电子枪 偏转电极 荧光屏 2 原理 1 扫描电压 xx 偏转电极接入的是由仪器自身产生的锯齿形电压 2 灯丝被电源加热后 发射出来的电子经加速电场加速后 以很大的速度进入偏转电场 如在y偏转板上加一个电压 在x偏转板上加一周期的扫描电压 在荧光屏上就会出现按y偏转电压规律变化的可视图象 发射热电子 信号 相同 想一想示波管所加的扫描电压和信号电压的周期要满足什么条件才能得到待测信号在一个周期内的稳定图象 答案电子打在荧光屏上将出现一个亮点 若电子打在荧光屏上的位置快速移动 由于视觉暂留效应 能在荧光屏上看到一条亮线 周期相等 一 带电粒子在电场中的直线运动1 研究对象 1 基本粒子 如电子 质子 粒子 离子等 除特殊说明外一般忽略粒子的重力 但并不忽略质量 2 带电微粒 如液滴 油滴 尘埃 小球等 除特殊说明外 一般不忽略重力 2 运动状态分析 带电粒子沿平行电场线的方向进入匀强电场 受到的电场力与运动方向在同一直线上 做匀变速直线运动 3 物理过程分析方法 1 根据带电粒子受的力 包含电场力 用牛顿定律求出加速度 结合运动学公式确定带电粒子的速度 位移等 2 由动能定理 粒子动能的变化量等于合外力做的功 电场可以是匀强电场或非匀强电场 图1 11 2 借题发挥该电场为非匀强电场 带电粒子在ab间的运动为变加速运动 不能用牛顿第二定律及运动学公式解出该题 但注意到电场力做功w qu这一关系对匀强电场和非匀强电场都适用 因此从能量的角度入手 由动能定理来解该题很方便 二 带电粒子的偏转1 运动状态分析 带电粒子 不计重力 以初速度v0垂直于电场线方向飞入匀强电场时 受到恒定的与初速度方向垂直的静电力作用而做匀变速曲线运动 2 偏转问题的分析处理方法 类似于平抛运动的分析处理方法 即应用运动的合成与分解的知识分析处理 3 运动的规律 图1 11 3 例2 一束电子流在经u 5000v的加速电压加速后 在距两极板等距离处垂直进入平行板间的匀强电场 如图1 11 4所示