帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動 新

帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動新第1頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月1、處理力學(xué)問題的兩個基本觀點(diǎn)？2、動能定理的表達(dá)式？3、處理平拋運(yùn)動問題最基本的方法？復(fù)習(xí)提問：①動力學(xué)的觀點(diǎn)（牛頓第二定律與運(yùn)動學(xué)公式）②能的觀點(diǎn)（功能關(guān)系）W合外力=△Ek=Ek2

–Ek1分解，可分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動和豎直向上的勻加速運(yùn)動。第2頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月電場中的帶電粒子一般可分為兩類：1、帶電的微觀粒子：如電子，質(zhì)子，α粒子，正負(fù)離子等。這些粒子所受重力遠(yuǎn)小于電場力，一般都不考慮重力。（但并不能忽略質(zhì)量）2、帶電實(shí)物微粒：如帶電小球、液滴、塵埃等。一般都考慮重力，除有說明或暗示外,。總結(jié)：宏觀實(shí)物粒子遠(yuǎn)大于微觀粒子，再小的塵埃也比大分子大第3頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月帶電粒子在電場中受到靜電力的作用，因此要產(chǎn)生加速度，速度的大小和方向都可能發(fā)生變化。在現(xiàn)代科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)設(shè)備中，常常利用電場來控制或改變帶電粒子的運(yùn)動。利用電場使帶電粒子加速、利用電場使帶電粒子偏轉(zhuǎn)，就是兩種最基本的情況。具體應(yīng)用有哪些呢?本節(jié)課我們來研究這個問題．以勻強(qiáng)電場為例。第4頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月一、帶電粒子的加速在真空中有一對平行金屬板，由于接到電池組上而帶電，兩板間的電勢差為U。若一個質(zhì)量為m、帶正電荷q的粒子，在靜電力的作用下由靜止開始從正極板向負(fù)極板運(yùn)動，計算它到達(dá)負(fù)極板時的速度。＋－⊕U第5頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月解法一運(yùn)用運(yùn)動學(xué)知識求解解法二運(yùn)用能量知識求解第6頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月思考與討論1、上述問題中，兩塊金屬板是平行的，兩板間的電場是勻強(qiáng)電場。如果兩極板是其他形狀，中間的電場不再均勻，上面的結(jié)果是否依然使用？為什么？由于電場力做功與場強(qiáng)是否勻強(qiáng)無關(guān)，與運(yùn)動路徑也無關(guān)，第二種方法仍適用！第7頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月2、若粒子的初速度不為零，上述方法是否可行？可行，只不過公式應(yīng)為思考與討論第8頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月思考與討論3、如果加反向電壓，正電荷有初速度呢？⊕＋－v作減速，課本39問題與練習(xí)頁2題

第9頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月Y

UL++++++------dv0Y′二、帶電粒子的偏轉(zhuǎn)如圖，兩個極板Y與Y’的長度為l，相距d，極板間的電壓U，一個電子沿平行于板面的方向射入電場，初速v0。把兩極板間的電場看做勻強(qiáng)電場，電子質(zhì)量m，電量e。（1）帶電粒子在電場中運(yùn)動的時問t。（2）粒子運(yùn)動的加速度a。（3）粒子在射出電場時豎直方向上的偏轉(zhuǎn)距離y。（4）粒子在離開電場時豎直方向的分速度vy。（5）粒子在離開電場時的速度大小v合。（6）粒子在離開電場時的偏轉(zhuǎn)角度θ。第10頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月Y

UL++++++------dv0Y′2、受力分析：電子受到豎直上的電場力F＝Ee=eU/d，不受重力1、電場分析方向向下、大小E=U/d3、運(yùn)動分析:電子斜向上作類平拋運(yùn)動。分析與討論VF分解，可分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動和豎直向上的勻加速運(yùn)動。第11頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月Y

UL++++++------dv0Y′二、帶電粒子的偏轉(zhuǎn)如圖，兩個極板Y與Y’的長度為l，相距d，極板間的電壓U，一個電子沿平行于板面的方向射入電場，初速v0。把兩極板間的電場看做勻強(qiáng)電場，電子質(zhì)量m，電量e。（1）帶電粒子在電場中運(yùn)動的時問t。（2）粒子運(yùn)動的加速度a。（3）粒子在射出電場時豎直方向上的偏轉(zhuǎn)距離y。（4）粒子在離開電場時豎直方向的分速度vy。（5）粒子在離開電場時的速度大小v合。（6）粒子在離開電場時的偏轉(zhuǎn)角度θ。第12頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月解:電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場后,在豎直方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動.加速度所以偏移距離所以偏移角度水平方向做勻速直線運(yùn)動Y

UL++++++------dv0Y′VF第13頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月

粒子在與電場平行的方向上做初速為零的勻加速運(yùn)動

帶電粒子初速度垂直于電場方向飛入勻強(qiáng)電場的問題就是一個類平拋的問題粒子在與電場垂直的方向上做勻速直線運(yùn)動小結(jié)第14頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月知識梳理三個分析：電場分析、受力分析、運(yùn)動分析兩個基本觀點(diǎn)：動力學(xué)觀點(diǎn)、能量的觀點(diǎn)一個基本方法：分解和合成第15頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月實(shí)驗(yàn)錄像：用陰極射線管演示帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)第16頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月１、構(gòu)造電子槍偏轉(zhuǎn)電極-+熒光屏YY’XX’YY’XX’（1）電子槍：發(fā)射并加速電子（2）偏轉(zhuǎn)電極：YY′使電子束豎直偏轉(zhuǎn)；XX′使電子束水平偏轉(zhuǎn)（3）熒光屏：電子束打到熒光屏上能使該處的熒光物質(zhì)發(fā)光。三、示波管的原理第17頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月2、原理（１）ＹＹ′的作用：被電子槍加速后在ＹＹ′的電場中做勻變速曲線運(yùn)動，出電場后做勻速直線運(yùn)動打到熒光屏上，出現(xiàn)亮斑，可推得在豎直方向偏移：第18頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月如果在XX’之間不加電壓,而在YY’之間所加的電壓按圖所示的規(guī)律隨時間變化，在熒光屏?xí)吹绞裁磮D形？YY’X’y′隨信號電壓同步變化，但由于視覺暫留和熒光物質(zhì)的殘光特性，只能看到一條豎直的亮線X示波器圖象第19頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月UXt掃描電壓（２）ＸＸ′的作用：同理可得亮斑在水平方向偏移隨加在ＸＸ′上的電壓而變化，若所加的電壓為特定的周期性變化電壓則亮斑在水平方向來回運(yùn)動－－掃描，如果掃描電壓變化很快，亮斑看起來為一條水平的亮線．示波器圖象YY’X’X第20頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月如果在YY’之間加如圖所示的交變電壓，同時在XX’之間加鋸齒形掃描電壓，在熒光屏上會看到什么圖形？XYOABCDEFABCDEFABOCt1DEFt2第21頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月如果信號電壓是周期性的，并且掃描電壓與信號電壓的周期相同，就可以在熒光屏上得到待測信號在一個周期內(nèi)隨時間變化的穩(wěn)定圖象XYY’X’UXt示波器圖象第22頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月課堂小結(jié)：一、利用電場使帶電粒子加速二、利用電場使帶電粒子偏轉(zhuǎn)從動力學(xué)和運(yùn)動學(xué)角度分析從做功和能量的角度分析類似平拋運(yùn)動的分析方法粒子在與電場垂直的方向上做勻速直線運(yùn)動粒子在與電場