1.9带电粒子在电场中的运动

1 9 带电粒子在电场中的运动带电粒子在电场中的运动 制作人 宿敏 教学目标教学目标 1 掌握带电粒子在匀强电场中的加速和偏转问题 2 了解示波管的构造和基本原理 教学重点教学重点 1 带电粒子在匀强电场中的加速问题的处理方法 2 带电粒子在匀强电场中的偏转问题的处理方法 学习探究学习探究 一 一 复习提问复习提问 1 牛顿第二定律的表达式 2 动能定理的表达式 3 平抛运动的相关知识 4 静电力做功的计算方法 二 二 进行新课进行新课 1 带电粒子的加速 带电粒子的加速 1 运动性质 带电粒子在静电力的作用下 由静止开始 将做 运 动 2 分析方法 如图所示 质量为 m 带正电 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 静电力对它做的功 W 根据 可知 qU 可解出 v 注意 1 w Uq 适用于任何电场 2 关于带电体在电场中是否考虑受重力作用 一般可作如下处理 a 基本粒子 如质子 电子 粒子 离子等除有特别说明外 一 般都不考虑重力 b 带电颗粒 如液滴 油滴 尘埃 小球等 除有特殊说明外 一 般都不能忽略重力 例题 课本 34 页 2 带电粒子的偏转 带电粒子的偏转 1 运动性质 带电粒子以初速度 v0垂直于电场线方向进入带电平行板产 生的匀强电场中 电场力的方向与初速度的方向 所以粒子的运动 类似平抛运动 是一种匀变速 运动 2 分析方法 如右图所示 设电荷带电荷量为 q 平行板长为 L 两板 间距为 d 电势差为 U 初速为 v0 试求 1 带电粒子在电场中运动的时间 t 2 粒子运动的加速度 3 粒子受力情况分析 4 粒子在射出电场时竖直方向上的偏转距离 5 粒子在离开电场时竖直方向的分速度 6 粒子在离开电场时的速度大小 7 粒子在离开电场时的偏转角度 若带电粒子的初速度 v0是在电场的电势差 U1下加速而来的 从零开始 那么上面的结果又如何呢 y 3 示波管的原理 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 和 组成 2 原理 电子枪通电后产生热电子 电子在加速电场作用下被加速的过 程就是例 1 讨论的情景 电子经过偏转电场的过程就是例题 2 讨论的情景 只是这里有两组偏转电极 使电子运动的轨迹变得比较复杂 三 典例分析典例分析 例 1 真空中有一对平行金属板 相距 6cm 两板电势差为 60v 二价的氧 离子由静止开始加速 从一个极板到达另一个极板时 动能是多大 例 2 电子从静止出发被 1000v 的电压加速 然后进入另一个电场强度为 5000N C 的匀强偏转电场 进入时的速度方向与偏转电场的方向垂直 已 知偏转电极长 6cm 求电子离开偏转电场时的速度及其进入偏转电场时的 速度方向之间的夹角 四 课堂巩固 四 课堂巩固 1 下列粒子从初速度为零的状态经加速电压为的电场后 哪种粒子的U 速度最大 A 质子 B 氘核 C 氦核 粒子 D 钠粒子 Na 2 带电粒子经加速电场加速后垂直进入两平行金属板间的偏转电场 要 使它离开偏转电场时偏转角增大 可采用的办法有 A 增加带电粒子的电量 B 降低加速电压 C 提高偏转电压 D 减小两平行板间的距离 3 带电粒子从静止出发经过电压为 的电场加速后 垂直进入电压为 的偏转匀强电场 当粒子离开偏转电场时偏移距离为 y 要使 y 增大 为原来的 2 倍 可供选用的方法有 A 使 减小为原来的 1 2 B 使 增大为原来的 2 倍 C 使偏转电场极板长度增大为原来的 2 倍 D 使偏转电场极板间的距离城小为原来的 l 2 4 如图所示 一束正离子由a b c三种粒子组成 它们的带电量相同 以相同的速度 垂直进入同一匀强电场中 并打在极板 B 上的a b c 三点 则三粒子的质量大小关系为 5 如图所示 有一电子经电压 U0加速后 进入两块间距为 d