物理优质课比赛课件19带电粒子在电场中的运动复习课（新人教版选修3-1）.ppt

1、阴极射线管结构示意图,J2459学生示波器,带电粒子在电场中运动专题复习,带电粒子在电场中的运动为类要求，示波管为类要求。即能够确切理解带电粒子在电场中运动的规律及与其它知识的联系，并能够在实际问题的分析、综合、推理和判断等过程中运用在高考中主要考查方向是：定性分析带电粒子在电场中的运动过程；综合运用电场和力学知识定量处理带电粒子在电场中的运动问题（主要是直线运动和类平抛运动）,【考点透析】,带电粒子在电场中的加、减速,带电粒子在电场中的平衡问题,带电粒子在 电场中的运动,知识结构,带电粒子的偏转问题,带电粒子的匀速圆周运动,带电粒子不规则复杂运动,关于带电粒子重力是否考虑的问题,如电子、质子

2、、粒子、离子等除有说明或明确的暗示外，一般都不考虑重力（但不能忽略质量）。,如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或明确的暗示以外，一般都考虑重力。,例：密立根油滴实验进一步证实了电子的存在，揭示了电荷的非连续性.如图所示是密立根实验的原理示意图，设小油滴质量为m，调节两板间电势差为U，当小油滴悬浮不动时，测出两板间距离为d.可求 出小油滴的电荷量q是多少？,一、带电粒子在电场中的平衡问题,1、平衡状态：,静止,匀速直线运动,2、平衡条件：,带电粒子在电场中所受合力为零，即F0,二、带电粒子在电场中加速,1、受力分析:,水平向右的电场力FEq=qU/d,2、运动分析:,初速度为零，加速度为a=q

3、U/md的匀加速直线运动。,解法一动力学的观点方法 （仅适用于匀强电场）,解法二功和能的观点方法（也适用于非匀强电场）,基本方程：,基本方程：,第二种方法更具优越性，计算快捷，不局限于直线加速或匀强电场。,F,v,练习:一个带+q的微粒，从A点射入水平方向的匀强电场中，微粒沿直线AB 运动，如图，AB与电场线夹角为，已知带电微粒的质量为m，电量为 q ，A、B相距为L, （1）说明微粒在电场中运动的性质，要求说明理由 （2）电场强度的大小和方向？ （3）若微粒恰能运动到B点，求微粒射入电场时速度V0？,解析：,（1）匀减速直线运动,（3）方法动能定理：,方法运动学公式:,解出,方向水平向左,（

4、2）,练习:如图所示，质量为m的带电小球用绝缘丝线悬于O点，并处的水平向左的匀强电场E中，小球静止时丝线与竖直方向的夹角为，若剪断丝线，则小球的加速度大小为( ) A0 Bg，方向竖直向下 Cgtg ，水平向右 Dg/cos ，沿绳向下,解析:此题是带电粒子在电场中的平衡和加速问题的综合题，要运用物体的平衡条件及运动和力的关系分析丝线被剪断之前，小球受三个力作用，如图所示.,思考与拓宽： 题中若场强大小和方向均未知，仍使带电小球在图示位置静止，当丝线被剪断后，电场强度是否是唯一的？如果不是求电场强度的最小值？,图中F为重力mg和电场力FE的合力，由物体的平衡条件丝线的拉力TFmg/cos,当丝

5、线被子剪断时，带电小球受的合力为F，又初速度为零，所以带电小球将沿F方向做匀加速直线运动，其加速度大小为aF/mg/cos，方向沿F方向，即沿线向下，所以正确答案为D,D,d,q,v0,v,L,Y,vy,Y,vx,三、 带电粒子在电场中的偏转,运动规律回顾,(不计粒子的重力),1、受力分析：,受到竖直向下的电场力FEq=qU/d,2、运动分析:,电荷作类平抛运动。,F,沿初速度方向:匀速直线运动,运动分速度,运动时间,沿电场力方向:初速度为零匀加速直线运动,加速度,偏移量,偏转角,练习:如图1所示,平行金属板A、B，水平放置，长为L、相距为d，A板接地，A、B两板间加上按图2所示规律变化的电压

6、。t=0时刻有一电子以速成v0从点P处平行于金属板进入电场，点P到A板的距离为d/2。若电子仍能沿平行板的方向从两板间飞出，则交变电压的最大值U0及交变电压的周期T应满足什么条件？,解析:电子在两板间受电场力作用,在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做匀变速运动.,在0T/2时间内做匀加速运动,在T/2 T时间内做匀减速运动.在时间为T时,电子在竖直方向的速度vy=0,在0 T时间内电子竖直方向上偏移的距离,解得,要使电子沿水平方向飞出极板,电子在电场中运动的时间应满足t=nT=L/v0,即T=L/nv0(n=1，2，3，).电子在竖直方向运动距离应满足ny1d/2,即 (n=1,2,3,

7、),四、带电粒子在电场中的匀速圆周运动,1、匀速圆周运动条件：,合外力提供物体做圆周运动的向心力,库仑力（电场力）提供向心力,知识回顾,2、向心力公式：,练习： （2008天津）带负电的粒子在某电场中仅受电场力作用，能分别完成以下两种运动：在电场线上运动；在等势面上做匀速圆周运动，该电场可能是（） A一个带正电的点电荷形成 B一个带负电的点电荷形成 C两个分立的带等量负电的点电荷形成 D一个带负电的点电荷与带正电的无限大平板形成,A,分析与求解：题中要求带负电的粒子在电场中仅受电场力的作用，可沿电场线运动，还可匀速圆周运动，这样的电场，只能是正点电荷的电场。当粒子被由静止或具有沿电场线方向的初速度释放，粒子将沿电场线运动；当粒子具有垂直于电场线一定大小的速度时，粒子将作匀速圆周运动。故本题选A。,