新教材鲁科版必修第三册第2章第4节　带电粒子在电场中的运动课件（12张）

1.微观粒子的受力特点:对于质量很小的微观粒子,如电子、质子等,它们受到重

力的作用一般远小于静电力,故可以忽略。2.带电粒子的加速(1)运动分析:带电粒子从静止释放,将沿电场力方向在匀强电场中做匀加速运

动。(2)末速度大小:根据eU=

mv2,得v=

。第4节带电粒子在电场中的运动1|

带电粒子的加速1.示波器的核心部件是示波管:由电子枪、竖直偏转板、水平偏转板和荧光屏组

成,管内抽成真空。2.当竖直偏转板、水平偏转板都未加电压时,电子束从电子枪发出后沿直线传播,

在荧光屏上产生一个亮斑。如图所示:2|

带电粒子的偏转4.如果水平偏转板加电压,竖直偏转板不加电压,打在荧光屏上的亮斑在水平方向

发生偏移。如图所示:3.如果竖直偏转板加电压,水平偏转板不加电压,电子束经过竖直偏转板时受到竖

直方向电场力的作用而发生偏转,致使打在荧光屏上的亮斑在竖直方向发生偏

移。如图所示:5.如果水平偏转板加电压,竖直偏转板也加电压,打在荧光屏上的亮斑在竖直方向

发生偏移,也在水平方向发生偏移。亮斑的运动就是竖直和水平两个方向运动的

合运动。通常,加在竖直偏转板上的电压是要研究的信号电压,它随时间而变

化。如果信号电压是周期性的,且与加在水平偏转板的扫描电压周期满足一定的关系,在荧光屏上就会显示出信号电压随时间有规律变化的图像。如图所示:1.带电粒子在匀强电场中偏转时,加速度不变,粒子的运动是匀变速曲线运动。

(√)2.示波管电子枪的作用是产生高速飞行的电子束,偏转电极的作用是使电子束偏

转,打在荧光屏的不同位置。

(√)3.带电粒子在非匀强电场中加速时,就不能应用动能定理qU=

mv2。

(✕

)由于W=qU既适用于匀强电场又适用于非匀强电场,故在非匀强电场中带电粒子

的加速仍可使用qU=

mv2。

知识辨析

如图所示,在真空中有一对平行金属板,由于接在电池组上而带电,两板间的

电势差为U。若一个质量为m、带电荷量为q的α粒子,在电场力的作用下由静止

开始从正极板向负极板运动,板间距为d。1带电粒子的加速

问题1带电粒子在电场中受哪些力作用?重力能否忽略不计?提示

受重力和电场力;因重力远小于电场力,故可以忽略重力。

问题2粒子在电场中做何种运动?提示

做初速度为0、加速度a=

的匀加速直线运动。

拔高问题3粒子到达负极板时的速度为多大?提示

方法1在带电粒子的运动过程中,电场力对它做的功W=qU设带电粒子到达负极板时的速率为v,其动能可以写为Ek=

mv2由动能定理可知

mv2=qU可解得v=

方法2设粒子到达负极板时所用时间为t,则d=

at2,v=at,a=

,联立解得v=

。1.带电粒子的分类(1)基本粒子如电子、质子、α粒子、离子等,除有特别说明或有明确的暗示以外,此类粒子一

般不考虑重力(但并不忽略质量)。(2)带电微粒如液滴、油滴、尘埃、小球等,除有说明或有明确的暗示以外,一般都不能忽略

重力。2.带电粒子的加速(1)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,做匀加(减)速直线运动。(只受电场力)(2)用功能观点分析:粒子动能的变化量等于电场力做的功(电场可以是匀强电场

或非匀强电场)(只受电场力)。若粒子的初速度为零,则:

mv2=qU,得v=

。若粒子的初速度不为零,则:

mv2-

m

=qU,得v=

。1.运动状态分析带电粒子以速度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

成90°角的静电力作用而做匀变速曲线运动。2.对带电粒子在匀强电场中偏转问题的分析(1)带电粒子沿初速度方向做匀速直线运动,粒子在电场中的运动时间t=

。(2)带电粒子沿静电力方向做初速度为零的匀加速直线运动,由牛顿第二定律得

加速度a=

=

。2带电粒子的偏转(4)带电粒子离开电场时沿静电力方向的速度vy=at=