人教版選修3 1 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課件

物理選修3-1第一章靜電場(chǎng)第9節(jié)帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)物理選修3-1第一章靜電場(chǎng)第9節(jié)帶電粒子在電場(chǎng)中的基本粒子：微觀帶電粒子：電子、質(zhì)子、α粒子 如質(zhì)子

宏觀帶電顆粒：帶電液滴、帶電小球、帶電油滴等如普通小液滴體積約為質(zhì)量約為

不計(jì)重力應(yīng)考慮重力特殊說(shuō)明的例外基本粒子：微觀帶電粒子：電子、質(zhì)子、α粒子宏觀帶電顆粒：帶電qUm+_dF如圖，在真空中有一對(duì)平行金屬板，兩板間加以電壓U。兩板間有一帶正電荷q的帶電粒子。它在電場(chǎng)力的作用下，由靜止開(kāi)始從正極板向負(fù)極板運(yùn)動(dòng)，到達(dá)負(fù)板時(shí)的速度有多大？(不考慮粒子的重力）問(wèn)題：1、帶電粒子受力方向如何？恒力還是變力？大小多少？2、帶電粒子將做什么運(yùn)動(dòng)？3、如何求粒子到負(fù)極板的速度？一、帶電粒子在電場(chǎng)中的加速qUm+_dF如圖，在真空中有一對(duì)平行金屬板，兩板間加以電

如兩極板間不是勻強(qiáng)電場(chǎng)該用何種方法求解？為什么？

由于電場(chǎng)力做功與場(chǎng)強(qiáng)是否勻強(qiáng)無(wú)關(guān)，與運(yùn)動(dòng)路徑也無(wú)關(guān)，第二種方法仍適用！思考:若粒子的初速度為零,則:若粒子的初速度不為零,則:FEAB如兩極板間不是勻強(qiáng)電場(chǎng)該用何種方法求解？為什么？

例題1：熾熱的金屬絲可以發(fā)射電子。在金屬絲和金屬板間加以電壓U=2500V，發(fā)射出的電子在真空中被加速后，從金屬板的小孔穿出。電子射出后的速度有多大？設(shè)電子剛從金屬絲射出時(shí)的速度為零。例題2如圖所示，在點(diǎn)電荷+Q的電場(chǎng)中有A、B兩點(diǎn)，將質(zhì)子和α粒子分別從A點(diǎn)釋放，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)，求它們的速度大小之比？注：質(zhì)子α粒子例題1：熾熱的金屬絲可以發(fā)射電子。在金屬絲和金屬板間加以

結(jié)論：

由于電場(chǎng)力做功與場(chǎng)強(qiáng)是否勻強(qiáng)無(wú)關(guān)，與運(yùn)動(dòng)路徑也無(wú)關(guān)，所以在處理電場(chǎng)對(duì)帶電粒子的加速問(wèn)題時(shí)，一般都是利用動(dòng)能定理進(jìn)行處理。結(jié)論：如圖所示，在真空中水平放置一對(duì)金屬板Y和Y’，板長(zhǎng)L，板間距離為d。在兩板間加以電壓U，一電荷量為q質(zhì)量為m的帶電粒子從極板中央以水平速度v0射入電場(chǎng)。試分析帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)情況。(不計(jì)粒子的重力)二、帶電粒子的偏轉(zhuǎn)-+d問(wèn)題：1、帶電粒子受力方向如何？所受電場(chǎng)力有什么特點(diǎn)？

2、和我們之前學(xué)習(xí)過(guò)的什么運(yùn)動(dòng)相似？軌跡如何？

3、如何對(duì)此類(lèi)問(wèn)題進(jìn)行分析？F如圖所示，在真空中水平放置一對(duì)金屬板Y和Y’，板長(zhǎng)L，板間距例題3

兩個(gè)相同極板Y與的長(zhǎng)度，相距d=2cm，極板間的電壓U=200V。一個(gè)電子沿平行于板面的方向射入電場(chǎng)中，射入時(shí)的速度。把兩板間的電場(chǎng)看做勻強(qiáng)電場(chǎng)，求電子射出電場(chǎng)時(shí)沿垂直于板面方向偏移的距離y和偏轉(zhuǎn)的角度θ

。①解：電子在垂直于板面方向的加速度電子在極板間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t

②電子垂直于極板方向的偏移距離y③由①②③得：電子出極板時(shí)在垂直于極板方向的速度④偏轉(zhuǎn)的角度θ⑤代入得例題3兩個(gè)相同極板Y與的長(zhǎng)度三、加速和偏轉(zhuǎn)一體電荷經(jīng)加速電場(chǎng)加速后進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)三、加速和偏轉(zhuǎn)一體電荷經(jīng)加速電場(chǎng)加速后進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)

如圖所示,初速度為零的電子在電勢(shì)差為U1的電場(chǎng)中加速后,垂直進(jìn)入電勢(shì)差為U2的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),在滿(mǎn)足電子能射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的條件下,下列四種情況中,一定能使電子的偏轉(zhuǎn)角度變大的是()A.U1變大,U2變大

B.U1變小,U2變大

C.U1變大,U2變小

D.U1變小,U2變小U2U1B如圖所示,初速度為零的電子在電勢(shì)差為U1的電場(chǎng)

一束電子流在經(jīng)U=5000V的加速電壓加速后,在距兩極板等距處垂直進(jìn)入平行板間的勻強(qiáng)電場(chǎng),如圖所示,若兩板間距d=1.0cm,板長(zhǎng)l=5.0cm,那么,要使電子能從平行板間飛出,兩個(gè)極板上最多能加多大電壓.Udl偏轉(zhuǎn)電壓越高,偏轉(zhuǎn)量就越大.設(shè)電子剛好能從極板邊緣飛出.即這時(shí)偏轉(zhuǎn)量最大等于d/2,所加電壓為最大值.一束電子流在經(jīng)U=5000V的加速電壓加速后,

如圖所示,初速度為零的α粒子和電子在電勢(shì)差為U1的電場(chǎng)中加速后,垂直進(jìn)入電勢(shì)差為U2的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),在滿(mǎn)足電子能射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的條件下,正確的說(shuō)法是

A.α粒子的偏轉(zhuǎn)量大于電子的偏轉(zhuǎn)量

B.α粒子的偏轉(zhuǎn)量小于電子的偏轉(zhuǎn)量

C.α粒子的偏轉(zhuǎn)角大于電子的偏轉(zhuǎn)角

D.α粒子的偏轉(zhuǎn)角等于電子的偏轉(zhuǎn)角U2U1帶電粒子的偏移量由系統(tǒng)決定,而與粒子的質(zhì)量、電荷量無(wú)關(guān)D如圖所示,初速度為零的α粒子和電子在電勢(shì)差為U

設(shè)偏轉(zhuǎn)極板長(zhǎng)為l=1.6cm,兩板間的距離為d=0.50cm,偏轉(zhuǎn)板的右端距屏L=3.2cm,若帶粒子的質(zhì)量為1.6X10-10kg,以20m/s的初速度垂直電場(chǎng)方向進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),兩偏轉(zhuǎn)板間的電壓是8.0X103V,若帶電粒子打到屏上的點(diǎn)距原射入方向的距離是2.0cm。求：（1）帶電粒子打到屏上所用時(shí)間。（2）帶電粒子所帶電荷量(不計(jì)空氣阻力和重力).V02.0cmylL偏轉(zhuǎn)勻速直線運(yùn)動(dòng)V1l/2設(shè)偏轉(zhuǎn)極板長(zhǎng)為l=1.6cm,兩板間的距離為d四、示波器

1、作用：觀察電信號(hào)隨時(shí)間變化的情況2、組成：示波管（內(nèi)部是真空的）、電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成。電子槍偏轉(zhuǎn)電極-+熒光屏YY’XX’YY’XX’四、示波器1、作用：觀察電信號(hào)隨時(shí)間變化的情況電子槍偏轉(zhuǎn)電極-+熒光屏YY’XX’YY’XX’1.如果在電極XX’之間不加電壓,但在YY’之間加不變的電壓,使Y的電勢(shì)比Y’高(有時(shí)說(shuō)這種情況是”Y正、Y’負(fù)”),電子束運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受哪個(gè)方向的力?電子將打在熒光屏的什么位置?電子槍偏轉(zhuǎn)電極-+熒光屏YY’XX’YY’XX’1.如果在電電子槍偏轉(zhuǎn)電極-+熒光屏YY’XX’YY’XX’2.如果在YY’

之間不加電壓,而在XX’之間加不變的電壓,(X正、X’負(fù)),電子將打在熒光屏的什么位置?電子槍偏轉(zhuǎn)電極-+熒光屏YY’XX’YY’XX’2.如果在Y物理選修3-1第一章靜電場(chǎng)第9節(jié)帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)物理選修3-1第一章靜電場(chǎng)第9節(jié)帶電粒子在電場(chǎng)中的基本粒子：微觀帶電粒子：電子、質(zhì)子、α粒子 如質(zhì)子

宏觀帶電顆粒：帶電液滴、帶電小球、帶電油滴等如普通小液滴體積約為質(zhì)量約為

不計(jì)重力應(yīng)考慮重力特殊說(shuō)明的例外基本粒子：微觀帶電粒子：電子、質(zhì)子、α粒子宏觀帶電顆粒：帶電qUm+_dF如圖，在真空中有一對(duì)平行金屬板，兩板間加以電壓U。兩板間有一帶正電荷q的帶電粒子。它在電場(chǎng)力的作用下，由靜止開(kāi)始從正極板向負(fù)極板運(yùn)動(dòng)，到達(dá)負(fù)板時(shí)的速度有多大？(不考慮粒子的重力）問(wèn)題：1、帶電粒子受力方向如何？恒力還是變力？大小多少？2、帶電粒子將做什么運(yùn)動(dòng)？3、如何求粒子到負(fù)極板的速度？一、帶電粒子在電場(chǎng)中的加速qUm+_dF如圖，在真空中有一對(duì)平行金屬板，兩板間加以電

如兩極板間不是勻強(qiáng)電場(chǎng)該用何種方法求解？為什么？

由于電場(chǎng)力做功與場(chǎng)強(qiáng)是否勻強(qiáng)無(wú)關(guān)，與運(yùn)動(dòng)路徑也無(wú)關(guān)，第二種方法仍適用！思考:若粒子的初速度為零,則:若粒子的初速度不為零,則:FEAB如兩極板間不是勻強(qiáng)電場(chǎng)該用何種方法求解？為什么？

例題1：熾熱的金屬絲可以發(fā)射電子。在金屬絲和金屬板間加以電壓U=2500V，發(fā)射出的電子在真空中被加速后，從金屬板的小孔穿出。電子射出后的速度有多大？設(shè)電子剛從金屬絲射出時(shí)的速度為零。例題2如圖所示，在點(diǎn)電荷+Q的電場(chǎng)中有A、B兩點(diǎn)，將質(zhì)子和α粒子分別從A點(diǎn)釋放，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)，求它們的速度大小之比？注：質(zhì)子α粒子例題1：熾熱的金屬絲可以發(fā)射電子。在金屬絲和金屬板間加以

結(jié)論：

由于電場(chǎng)力做功與場(chǎng)強(qiáng)是否勻強(qiáng)無(wú)關(guān)，與運(yùn)動(dòng)路徑也無(wú)關(guān)，所以在處理電場(chǎng)對(duì)帶電粒子的加速問(wèn)題時(shí)，一般都是利用動(dòng)能定理進(jìn)行處理。結(jié)論：如圖所示，在真空中水平放置一對(duì)金屬板Y和Y’，板長(zhǎng)L，板間距離為d。在兩板間加以電壓U，一電荷量為q質(zhì)量為m的帶電粒子從極板中央以水平速度v0射入電場(chǎng)。試分析帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)情況。(不計(jì)粒子的重力)二、帶電粒子的偏轉(zhuǎn)-+d問(wèn)題：1、帶電粒子受力方向如何？所受電場(chǎng)力有什么特點(diǎn)？

2、和我們之前學(xué)習(xí)過(guò)的什么運(yùn)動(dòng)相似？軌跡如何？

3、如何對(duì)此類(lèi)問(wèn)題進(jìn)行分析？F如圖所示，在真空中水平放置一對(duì)金屬板Y和Y’，板長(zhǎng)L，板間距例題3

兩個(gè)相同極板Y與的長(zhǎng)度，相距d=2cm，極板間的電壓U=200V。一個(gè)電子沿平行于板面的方向射入電場(chǎng)中，射入時(shí)的速度。把兩板間的電場(chǎng)看做勻強(qiáng)電場(chǎng)，求電子射出電場(chǎng)時(shí)沿垂直于板面方向偏移的距離y和偏轉(zhuǎn)的角度θ

。①解：電子在垂直于板面方向的加速度電子在極板間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t

②電子垂直于極板方向的偏移距離y③由①②③得：電子出極板時(shí)在垂直于極板方向的速度④偏轉(zhuǎn)的角度θ⑤代入得例題3兩個(gè)相同極板Y與的長(zhǎng)度三、加速和偏轉(zhuǎn)一體電荷經(jīng)加速電場(chǎng)加速后進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)三、加速和偏轉(zhuǎn)一體電荷經(jīng)加速電場(chǎng)加速后進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)

如圖所示,初速度為零的電子在電勢(shì)差為U1的電場(chǎng)中加速后,垂直進(jìn)入電勢(shì)差為U2的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),在滿(mǎn)足電子能射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的條件下,下列四種情況中,一定能使電子的偏轉(zhuǎn)角度變大的是()A.U1變大,U2變大

B.U1變小,U2變大

C.U1變大,U2變小

D.U1變小,U2變小U2U1B如圖所示,初速度為零的電子在電勢(shì)差為U1的電場(chǎng)

一束電子流在經(jīng)U=5000V的加速電壓加速后,在距兩極板等距處垂直進(jìn)入平行板間的勻強(qiáng)電場(chǎng),如圖所示,若兩板間距d=1.0cm,板長(zhǎng)l=5.0cm,那么,要使電子能從平行板間飛出,兩個(gè)極板上最多能加多大電壓.Udl偏轉(zhuǎn)電壓越高,偏轉(zhuǎn)量就越大.設(shè)電子剛好能從極板邊緣飛出.即這時(shí)偏轉(zhuǎn)量最大等于d/2,所加電壓為最大值.一束電子流在經(jīng)U=5000V的加速電壓加速后,

如圖所示,初速度為零的α粒子和電子在電勢(shì)差為U1的電場(chǎng)中加速后,垂直進(jìn)入電勢(shì)差為U2的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),在滿(mǎn)足電子能射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的條件下,正確的說(shuō)法是

A.α粒子的偏轉(zhuǎn)量大于電子的偏轉(zhuǎn)量

B.α粒子的偏轉(zhuǎn)量小于電子的偏轉(zhuǎn)量

C.α粒子的偏轉(zhuǎn)角大于電子的偏轉(zhuǎn)角

D.α粒子的偏轉(zhuǎn)角等于電子的偏轉(zhuǎn)角U2U1帶電粒子的偏移量由系統(tǒng)決定,而與粒子的質(zhì)量、電荷量無(wú)關(guān)D如圖所示,初速度為零的α粒子和電子在電勢(shì)差為U

設(shè)偏轉(zhuǎn)極板長(zhǎng)為l=1.6cm,兩板間的距離為d=0.50cm,偏轉(zhuǎn)板的右端距屏L=3.2cm,若帶粒子的質(zhì)量為1.6X10-10kg,以20m/s的初速度垂直電場(chǎng)方向進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),兩偏轉(zhuǎn)板間的電壓是8.0X103V,若帶電粒子打到屏上的點(diǎn)距原射入方向的距離是2.0cm。求：（1）帶電粒子打到屏上所用時(shí)間。