[理学]2013-2014学年高中物理 第1章 第9节 第1课时 带电粒子在电场中的加速和偏转 新人教版选修ppt课件

1、同步导学方案课后强化演练第第9节带电粒子在电场中的运动节带电粒子在电场中的运动第第1课时带电粒子在电场中的加速和课时带电粒子在电场中的加速和偏转偏转带电粒子在电场中的加速带电粒子在电场中的加速1电场中的带电粒子的分类电场中的带电粒子的分类(1)带电的根本粒子：如电子、质子、带电的根本粒子：如电子、质子、粒子、正离粒子、正离子、负离子等，这些粒子所受重力和电场力相比要小得子、负离子等，这些粒子所受重力和电场力相比要小得多，除非有特别的阐明或明确的标示，普通都不思索重多，除非有特别的阐明或明确的标示，普通都不思索重力力(但并不能忽略质量但并不能忽略质量)教 材 要 点 解 读对应学生用书对应学生用

2、书P33(2)带电微粒：如带电小球、液滴、尘埃等，除非有带电微粒：如带电小球、液滴、尘埃等，除非有特别的阐明或明确的标示，普通都要思索重力某些带特别的阐明或明确的标示，普通都要思索重力某些带电体能否思索重力，要根据标题阐明或运动形状来断电体能否思索重力，要根据标题阐明或运动形状来断定定(1)对带电粒子进展受力分析，运动特点分析、做功对带电粒子进展受力分析，运动特点分析、做功情况分析是选择规律进展解题的关键情况分析是选择规律进展解题的关键(2)选择解题的方法时优先从功能关系角度思索，由选择解题的方法时优先从功能关系角度思索，由于运用功能关系列式简单、方便、不易出错于运用功能关系列式简单、方便、不

3、易出错带电粒子在电场中的偏转带电粒子在电场中的偏转1运动形状分析运动形状分析如下图，电子以速度如下图，电子以速度v0垂直于电场线方向飞入匀强垂直于电场线方向飞入匀强电场时，由于质量电场时，由于质量m很小，所以重力比电场力小得多，很小，所以重力比电场力小得多，重力可忽略不计电子只遭到恒定的与初速度方向成重力可忽略不计电子只遭到恒定的与初速度方向成90角的电场力作用而做匀变速曲线运动，类似于力学角的电场力作用而做匀变速曲线运动，类似于力学中的平抛运动中的平抛运动(轨迹为抛物线轨迹为抛物线)3偏转运动的分析处置方法偏转运动的分析处置方法平抛运动的研讨方法是运动的合成和分解，带电粒平抛运动的研讨方法是

4、运动的合成和分解，带电粒子垂直进入电场中的运动也可采用运动的合成和分解的子垂直进入电场中的运动也可采用运动的合成和分解的方法进展假设带电粒子仅受电场力作用以初速方法进展假设带电粒子仅受电场力作用以初速v0垂直垂直进入匀强电场，那么做类平抛运动，分析时普通都是分进入匀强电场，那么做类平抛运动，分析时普通都是分解为两个方向的分运动来处置解为两个方向的分运动来处置(1)沿初速度方向为速度为沿初速度方向为速度为v0的匀速直线运动；的匀速直线运动；(2)沿电场力方向为初速度为零的匀加速运动沿电场力方向为初速度为零的匀加速运动4对粒子的偏移量和偏转角的讨论对粒子的偏移量和偏转角的讨论如下图，程度方向如下图

5、，程度方向Lv0t，那么粒子在电场中的运，那么粒子在电场中的运动时间动时间tL/v0 (1)时间相等是两个方向分运动间联络的桥梁时间相等是两个方向分运动间联络的桥梁(2)假设带电粒子除受电场力作用之外，还遭到重力假设带电粒子除受电场力作用之外，还遭到重力作用或其他恒力作用，那么同样要分解成两个不同方向作用或其他恒力作用，那么同样要分解成两个不同方向的简单的直线运动来处置的简单的直线运动来处置(3)如选用动能定理，那么要分清有多少个力做功，如选用动能定理，那么要分清有多少个力做功，是恒力还是变力，以及初态和末态的动能增量；如选用是恒力还是变力，以及初态和末态的动能增量；如选用能量守恒定律，那么要

6、分清有多少种方式的能在转化，能量守恒定律，那么要分清有多少种方式的能在转化，哪种能量是添加的哪种能量是减少的哪种能量是添加的哪种能量是减少的(3)以一样的初速度进入同一个偏转电场的带电粒以一样的初速度进入同一个偏转电场的带电粒子，不论子，不论m、q能否一样，只需能否一样，只需q/m一样，即荷质比一一样，即荷质比一样，那么偏转间隔样，那么偏转间隔y和偏转角和偏转角一样一样(4)假设以一样的初动能假设以一样的初动能Ek0进入同一个偏转电场，进入同一个偏转电场，只需只需q一样，不论一样，不论m能否一样，那么偏转间隔能否一样，那么偏转间隔y和偏转角和偏转角一样一样(5)不同的带电粒子经同一加速电场加速

7、后不同的带电粒子经同一加速电场加速后(即加速电即加速电压压U一样一样)，进入同一偏转电场，那么偏转间隔，进入同一偏转电场，那么偏转间隔y和偏转角和偏转角一样一样对带电粒子在电场中的偏转问题也可以选择动能定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，涉理求解，但只能求出速度大小，不能求出速度方向，涉及到方向问题，必需采用把运动分解的方法及到方向问题，必需采用把运动分解的方法.带电粒子在电场中的加速带电粒子在电场中的加速(2021福建高考福建高考)反射式速调管是常用的反射式速调管是常用的微波器件之一，它利用电子团在电场中的振荡来产生微微波器件之一，它利

8、用电子团在电场中的振荡来产生微波，其振荡原理与下述过程类似如下图，在虚线波，其振荡原理与下述过程类似如下图，在虚线MN两两侧分别存在着方向相反的两个匀强电场，一带电微粒从侧分别存在着方向相反的两个匀强电场，一带电微粒从A点由静止开场，在电场力作用下沿直线在点由静止开场，在电场力作用下沿直线在A、B两点间往两点间往返运动返运动解 题 方 法 指 导对应学生用书对应学生用书P34知电场强度的大小分别是知电场强度的大小分别是E12.0103 N/C和和E24.0103 N/C，方向如下图，带电微粒质量，方向如下图，带电微粒质量m1.01020 kg，带电量，带电量q1.0109 C，A点距虚线点距虚

9、线MN的间隔的间隔d11.0 cm，不计带电微粒的重力，忽略相对论效，不计带电微粒的重力，忽略相对论效应求：应求：(1)B点距虚线点距虚线MN的间隔的间隔d2；(2)带电微粒从带电微粒从A点运动到点运动到B点点 所阅历的时间所阅历的时间t. 【答案】【答案】(1)0.50 cm(2)1.5108 s 【方法总结】【方法总结】分析粒子在电场中运动的三种视角：分析粒子在电场中运动的三种视角：(1)力和运动的关系：分析带电体的受力情况，确定力和运动的关系：分析带电体的受力情况，确定带电体的运动性质和运动轨迹，从力和运动的角度进展带电体的运动性质和运动轨迹，从力和运动的角度进展分析分析(2)分解的思想

10、：把曲线运动分解为两个直线运动进分解的思想：把曲线运动分解为两个直线运动进展分析展分析(3)功能关系：利用动能定理或能量守恒分析求解功能关系：利用动能定理或能量守恒分析求解(2021福建师大附中高二期中福建师大附中高二期中)如如图，在图，在P板附近有一电子由静止开场向板附近有一电子由静止开场向Q板运动知两极板运动知两极板间电势差为板间电势差为U，板间距为，板间距为d，电子质量为，电子质量为m，电荷量为，电荷量为e.那么关于电子在两板间的运动情况，以下表达正确的那么关于电子在两板间的运动情况，以下表达正确的选项是选项是() A假设将板间距假设将板间距d增大一倍，那么电子到达增大一倍，那么电子到达

11、Q板的板的速率坚持不变速率坚持不变B假设将板间距假设将板间距d增大一倍，那么电子到达增大一倍，那么电子到达Q板的板的速率也增大一倍速率也增大一倍C假设将两极板间电势差假设将两极板间电势差U增大一倍，那么电子到增大一倍，那么电子到达达Q板的时间坚持不变板的时间坚持不变D假设将两极板间电势差假设将两极板间电势差U增大一倍，那么电子到增大一倍，那么电子到达达Q板的时间减为一半板的时间减为一半答案：答案：A 带电粒子的偏转问题带电粒子的偏转问题电子从静止出发被电子从静止出发被1 000 V的电压加速，的电压加速，然后进入另一个电场强度为然后进入另一个电场强度为5 000 N/C的匀强偏转电的匀强偏转电

12、场，进入时的速度方向与偏转电场的方向垂直知偏转场，进入时的速度方向与偏转电场的方向垂直知偏转电极长电极长6 cm，求电子分开偏转电场时的速度及其与进入，求电子分开偏转电场时的速度及其与进入偏转电场时的速度方向之间的夹角偏转电场时的速度方向之间的夹角 【答案】【答案】1.9107 m/s夹角为夹角为832【方法总结】【方法总结】(1)处置带电粒子在电场中偏转问题应仔细分析带电处置带电粒子在电场中偏转问题应仔细分析带电粒子的运动情况粒子的运动情况(2)处理带电粒子在电场中的偏转问题可以选择动能处理带电粒子在电场中的偏转问题可以选择动能定理求解定理求解(3)当需求确定带电粒子分开电场时的速度方向、位

13、当需求确定带电粒子分开电场时的速度方向、位移方向时，必需将运动进展分解，即分解为沿初速度方移方向时，必需将运动进展分解，即分解为沿初速度方向的匀速直线运动和沿静电力方向的初速度为零的匀加向的匀速直线运动和沿静电力方向的初速度为零的匀加速直线运动速直线运动如下图，一束不同的带正电如下图，一束不同的带正电的粒子的粒子(不计重力不计重力)，垂直电场线进入偏转电场，假设使，垂直电场线进入偏转电场，假设使它们经过电场区域时偏转间隔它们经过电场区域时偏转间隔y和偏转角和偏转角一样，应满足一样，应满足()答案：答案：D 默 读 联 想 记 忆对应学生用书对应学生用书P351.以下粒子从初速度为零的形状经电压以下粒子从初速度为零的形状经电压U的电场加速的电场加速后，粒子速度最大的是后，粒子速度最大的是()A质子质子B氘核氘核C粒子粒子 D钠离子钠离子课 堂 巩 固 训 练对应学生用书对应学生用书P35答案：答案：A2两平行金属板相距为两平行金属板相距为d，电势差为，电势差为U，一电子质量，一电子质量为为m，电荷量为，电荷量为e，从，从O点沿垂直于极板的方向射出，最点沿垂直于极板的方向射出，最远到达远到达A点，然后前往，如下图，点，然后前往，如下图，OAh，此电子具有的，此电子具有的初动能是初动能是()答案：答案：D 3如下图，一束带电粒子垂直电场线方向进入偏