人教版高中物理选修（3-1）-1.9《带电粒子在电场中的运动》名师课件

1、带电粒子在电场中的运动第九节电子之舞一、带电粒子的加速情境：“电子之舞”中的电子“动”起来，是通过一个加速电场来实现的。两极板间的电场是匀强电场，电压为U，距离为d，一个电子电荷量为e，质量为m，在真空中从静止开始加速，从负极板向正极板运动，经正极板的小孔穿出，（不计重力） 问题一：电子的运动性质是什么？计算电子获得的速度多大？电子受到的重力是否考虑呢？已知：电子的质量为 ，电荷量为： 设电子在电场强度为 的电场中，比较重力与电场力的大小？ 300.91 10mkg191.6 10ekg45 10Ev m 309.1 10GmgN158 10FqEN 151 10FG 注：微观带电粒子如质子、

2、电子等除明确说明或明确暗示外均可忽略重力，但并不是忽略粒子的质量。带电液滴、小球等除有明确说明或暗示外，应考虑重力！1、动力学方法： ABUdE+Fv由牛顿第二定律：mFa mqEmdqU由运动学公式：adv202adv2mqU2mqUv2只适用于匀强电场一、带电粒子的加速2、动能定理： ABUdE+v由动能定理：0212mvWqUW 又221mvqU mqUv2也适用于非匀强电场一、带电粒子在电场中的加速优教提示打开工具栏，点击打开工具栏，点击“课件素材课件素材”，选取，选取“动画演示：带电粒子在电场中的直线运动与曲线偏转动画演示：带电粒子在电场中的直线运动与曲线偏转”问题二：若电子是从炽热

3、的金属丝发射，在金属丝和金属板之间加电压U，发射后的电子在真空中从静止开始加速，从正极板的小孔穿出，计算电子获得的的速度。如何增大电子到达金属板时的速度？ 一、带电粒子的加速212eUmv2eUvm可得解：电场力对电子做功，由动能定理 二、带电粒子的偏转情境：“电子之舞”中的电子要“跳”起来，是通过一个偏转电场实现的。电子经加速电场加速后，以一定速度v0垂直于电场方向射入匀强电场中，两极板长度为l，极板距离为d，电压为U。（电子电荷量为e，质量为m，不计重力） 思考：（1）进入匀强电场后电子做什么运动？（2）这种运动与那种运动相似？尝试画出运动轨迹。（3）你能否通过类比得到这种运动的研究方法？

4、 d+-d lv0-evyvv0Fxy（1）进入匀强电场后电子做什么运动？（2）这种运动与那种运动相似？尝试画出运动轨迹。（3）你能否通过类比得到这种运动的研究方法？二、带电粒子的偏转问题三：计算电子飞出电场时沿垂直于板面方向偏移的距离y和偏转的角度。二、带电粒子的偏转由牛顿第二定律得 解：0ltvFeEeUammmd2012eUlymdv在水平方向上 在竖直方向上 212yat由以上三式可得 0yeUlvatmdv200tanyveUlvmdv竖直方向 由几何关系 dmvqUly2022dmvqUl20tan1tan2yxltan2lyx二、带电粒子的偏转（2）怎样使电子沿水平方向发生偏转？

5、（1）如何改变上述问题中电子的偏移距离？2012eUlymdv思考讨论：优教提示打开工具栏，点击打开工具栏，点击“课件素材课件素材”，选取，选取“动画演示：电场对带电粒子的加速作用与偏转作用动画演示：电场对带电粒子的加速作用与偏转作用”三、示波管的原理示波器作用：是一种用来观察电信号随时间变化的电子仪器。优教提示打开工具栏，点击打开工具栏，点击“课件素材课件素材”，选取，选取“动画演示：示波器动画演示：示波器( (面板介绍面板介绍) )”、构造电子枪偏转电极-+荧光屏YYXXYYXX（1）电子枪：发射并加速电子（2）偏转电极：YY使电子束竖直偏转；XX使电子束水平偏转（3）荧光屏：电子束打到荧

6、光屏上能使该处的荧光物质发光。三、示波管的原理2、原理（）的作用：被电子枪加速后在的电场中做匀变速曲线运动，出电场后做匀速直线运动打到荧光屏上，出现亮斑，可推得在竖直方向偏移：UlLdmvqlyyy)2(2021若信号电压tUumsin则tyymsin优教提示打开工具栏，点击打开工具栏，点击“课件素材课件素材”，选取，选取“动画演示：示波器动画演示：示波器( (原理介绍原理介绍) )”如果在XX之间不加电压,而在YY之间所加的电压按图所示的规律随时间变化，在荧光屏会看到什么图形？YYX y随信号电压同步变化，但由于视觉暂留和荧光物质的残光特性，只能看到一条竖直的亮线X示波器图象UXt扫描电压（

7、）的作用：同理可得亮斑在水平方向偏移随加在上的电压而变化，若所加的电压为特定的周期性变化电压则亮斑在水平方向来回运动扫描，如果扫描电压变化很快，亮斑看起来为一条水平的亮线示波器图象YYXX如果在YY之间加如图所示的交变电压，同时在XX之间加锯齿形扫描电压，在荧光屏上会看到什么图形？XYOA B CD E FABA BCDEFOCt1DEFt2如果信号电压是周期性的，并且扫描电压与信号电压的周期相同，就可以在荧光屏上得到待测信号在一个周期内随时间变化的稳定图象。UXtXYYX示波器图象互动训练 互动答题时间，拿出你的学习卡开始答题吧！优教提示打开工具栏，点击课件训练，选取“名师训练带点粒子在电场中的运动”请同学们