河南省濮阳市华龙区高级中学高中物理《带电粒子在电场中的运动》课件 新人教版选修32.ppt

带电粒子在电场中的运动 12 41 2 今年高考电磁学部分考什么 高考新课标卷电磁学试题特点分析 例1 2012年山东理综 图中虚线为一组间距相等的同心圆 圆心处固定一带正电的点电荷 一带电粒子以一定初速度射入电场 实线为粒子仅在电场力作用下的运动轨迹 a b c三点是实线与虚线的交点 则该粒子 a 带负电b 在c点受力最大c 在b点的电势能大于在c点的电势能d 由a点到b点的动能变化大于由b点到c点的动能变化 对电场性质的理解和应用 热点一 审题指导 1 正点电荷电场的电场线分布特点是什么 等势面呢 2 粒子运动过程中所受电场力的方向如何 为什么 3 粒子运动过程中所受电场力做功吗 做什么功 对应形式的能量怎样变化 热点一 例1 2012年山东理综 图中虚线为一组间距相等的同心圆 圆心处固定一带正电的点电荷 一带电粒子以一定初速度射入电场 实线为粒子仅在电场力作用下的运动轨迹 a b c三点是实线与虚线的交点 则该粒子 a 带负电b 在c点受力最大c 在b点的电势能大于在c点的电势能d 由a点到b点的动能变化大于有b点到c点的动能变化 cd 对电场性质的理解和应用 知识归纳 2 理解记忆电场强度的方向 1 规定 正电荷在电场中该处的受力方向 2 电场中某处电场线的切线方向 1 熟悉几种常见电场的电场线 等势面分布特点 3 灵活应用功能关系 做功 重力做功 弹簧弹力做功 电场力做功 合外力做功 除重力和弹力以外的其他力做的功 功是能量转化的量度 方法总结 电场线 等势面 运动轨迹相结合问题的解题思路 1 带电粒子仅在电场力作用下做曲线运动时 电场力的方向一定指向轨迹内测 2 已知电场力的方向和电场线的方向 可以判断电荷的性质 反之 已知电荷性质 可以判断电场线的方向 3 已知电场力的方向和运动方向 可以判断电场力做功情况和电势能的变化 变式训练1 两个固定的等量异号点电荷所产生电场的等势面如图中虚线所示 一带负电的粒子以某一速度从图中a点沿图示方向进入电场在纸面内飞行 最后离开电场 粒子只受静电力作用 则粒子在电场中 a 做直线运动 电势能先变小后变大b 做直线运动 电势能先变大后变小c 做曲线运动 电势能先变小后变大d 做曲线运动 电势能先变大后变小 如果把题中的等量异种电荷换成等量同种电荷呢 变式训练1 两个固定的等量异号点电荷所产生电场的等势面如图6 5中虚线所示 一带负电的粒子以某一速度从图中a点沿图示方向进入电场在纸面内飞行 最后离开电场 粒子只受静电力作用 则粒子在电场中 a 做直线运动 电势能先变小后变大b 做直线运动 电势能先变大后变小c 做曲线运动 电势能先变小后变大d 做曲线运动 电势能先变大后变小 c 把题设换成等量同种电荷 答案a 高考热点二 带电粒子在电场中的加速和偏转问题 一 带电粒子的加速带电粒子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 做匀加 减 速直线运动 适用于一切电场 高考热点二 带电粒子在电场中的加速和偏转问题 二 带电粒子的偏转带电粒子以初速度v0垂直于电场线方向射入匀强电场中 受到恒定电场力作用而做运动 轨迹为抛物线 匀变速曲线 1 垂直电场线方向上以初速度做匀速直线动 2 沿电场线方向上做初速度为零的匀加速直线运动 加速度 竖直速度 竖直偏移量 3 速度偏向角 位移偏向角 例2 如图所示 真空中水平放置的两个平行金属板y1和y2长为l 相距d 足够大的竖直屏与两板右侧相距b 在两板间加上可调偏转电压u 一束质量为m 电荷量为 q的粒子 不计重力 从两板左侧中点a以初速度v0沿水平方向射入电场且能穿出 1 证明粒子飞出电场后的速度反向延长线交与两板间的中心o点 2 求两板间所加偏转电压u的范围 3 求粒子可能到达屏上区域的长度 审题指导 1 带电粒子在电场中向上还是向下偏转 做出运动的示意图 2 粒子在电场中的最大偏转量多大 3 粒子离开电场后做什么运动 在竖直屏上的最大偏转量怎样求解 1 设粒子在运动过程中的加速度为a 离开电场时偏转距离为y 沿电场方向的速度为 偏转角为 其反向延长线通过o点 o点与板右端的水平距离为x 如图所示 则有 联立求解得 即粒子飞出电场后的速度方向的反向延长线交与两板间的中心 2 粒子在电场中偏转的加速度 当粒子的竖直偏转量最大为时 电压u最大 解得 则两板间所加电压的范围为 3 当时 粒子在屏上侧向偏移的距离最大最大 则粒子可能到达屏上区域的长度为 知识归纳 从中央垂直于电场方向射入的带电粒子 沿x轴 在射出电场时速度的反向延长线交x轴上一点 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 速度偏向角 位移偏向角 即 速度偏向角的正切值是位移偏向角正切值的两倍 方法总结 1 运动学观点 应用运动合成与分解知识 解决匀速直线运动或匀变速直线运动 2 功能观点 应用动能定理 能量守恒定律等 变式训练2 如图所示 质子 和粒子 以相同的初动能垂直射入偏转电场 不计粒子重力