帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)+高二上學(xué)期物理人教版（2019）必修第三冊(cè)+

10.5帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1．了解帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。2．會(huì)從運(yùn)動(dòng)學(xué)和能量?jī)蓚€(gè)角度分析計(jì)算帶電粒子在電場(chǎng)中的加速問題。3．會(huì)從力和運(yùn)動(dòng)的合成與分解的角度分析計(jì)算帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)。4．了解示波管的構(gòu)造和工作原理。1、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律速度公式：位移公式：速度－位移公式：復(fù)習(xí)回顧

電子被加速器加速后轟擊重金屬靶時(shí)，會(huì)產(chǎn)生射線，可用于放射治療。

原子物理、核物理等領(lǐng)域，帶電粒子被加速成高能粒子，轟擊原子、原子核，幫助人類認(rèn)識(shí)物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)。3.某些帶電體是否考慮重力，要根據(jù)題目暗示或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來判定。1.帶電的基本粒子（微觀）：如電子、質(zhì)子、α粒子、正負(fù)離子等。這些粒子所受重力和電場(chǎng)力相比小得多，除非有說明或明確的暗示以外，一般都不考慮重力。（但不能忽略質(zhì)量）。2.帶電微粒（宏觀）：如帶電小球、液滴、塵埃等。除非有說明或明確的暗示以外，一般都考慮重力。一、帶電粒子的分類ABUd+Fv【問題提出】如圖，一個(gè)質(zhì)量為m、帶正電荷q的粒子，只在靜電力的作用下由靜止開始從正極板A向負(fù)極板B運(yùn)動(dòng)。試計(jì)算粒子到達(dá)負(fù)極板時(shí)的速度？方法一：動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)：

主要用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律二、帶電粒子在電場(chǎng)中的加速方法二：能量觀點(diǎn)：

——利用動(dòng)能定理ABUdE+Fv總結(jié)：粒子加速后的速度只與加速電壓有關(guān)。若兩極板間不是勻強(qiáng)電場(chǎng)，該用何種方法求解？思考：若粒子的初速度為零,則:若粒子的初速度不為零,則:能量觀點(diǎn)：動(dòng)能定理方法：分析帶電粒子加速的問題，常有兩種思路∶一種是利用牛頓第二定律結(jié)合勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式分析;另一種是利用靜電力做功結(jié)合動(dòng)能定理分析。選擇：當(dāng)解決的問題屬于勻強(qiáng)電場(chǎng)且涉及運(yùn)動(dòng)時(shí)間等描述運(yùn)動(dòng)過程的物理量時(shí)，適合運(yùn)用前一種思路分析;當(dāng)問題只涉及位移、速率等動(dòng)能定理公式中的物理量或非勻強(qiáng)電場(chǎng)情景時(shí)，適合運(yùn)用后一種思路分析。問題：如圖多級(jí)平行板連接，能否加速粒子？U＋＋＋－－－ABCDEF三、多級(jí)加速器原理多級(jí)直線加速器示圖U~＋－+F+01234多級(jí)直線加速器示圖U~+F+＋－01234多級(jí)直線加速器示圖U~＋－+F+01234多級(jí)直線加速器示圖U~+F+＋－01234多級(jí)直線加速器示圖U~+F+＋－

可以通過不斷改變電壓方向使帶電粒子實(shí)現(xiàn)多級(jí)加速。01234多級(jí)直線加速器示意圖U0u0-u0tT2TU~＋－因交變電壓的變化周期相同，故粒子在每個(gè)加速電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等。多級(jí)直線加速器示圖可以通過改變電壓方向使帶電粒子（不計(jì)重力）實(shí)現(xiàn)多級(jí)加速。對(duì)加速器設(shè)計(jì)的思考2.如果我們不改變極板之間的距離就需要不斷縮短電壓方向變化的時(shí)間間隔。UU-Uto1.如果電壓方向變化時(shí)間相等，我們就需要加長(zhǎng)極板之間距離。U~01234【例題】若已知電子的質(zhì)量為m、電子電荷量為e、電壓的絕對(duì)值為u，周期為T，電子通過圓筒間隙的時(shí)間可以忽略不計(jì)。則金屬圓筒的長(zhǎng)度和它的序號(hào)之間有什么定量關(guān)系？第n個(gè)金屬圓筒的長(zhǎng)度應(yīng)該是多少？第1次加速，v12-v02=2ad第2次加速，v22-v12=2ad

…………解：在相鄰圓筒間隙內(nèi)的加速度為a

n式相加速

四、示波器：能夠觀察電信號(hào)隨時(shí)間變化情況的儀器1.組成：由示波管（內(nèi)部是真空）、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YYˊXXˊXˊXYYˊ產(chǎn)生高速飛行的電子束鋸齒形掃描電壓使電子沿Y方向偏移待顯示的電壓信號(hào)使電子沿X方向偏移YY’XX’+-+-①若金屬平行板水平放置，電子將在豎直方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)。②若金屬平行板豎直放置，電子將在水平方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)。2.偏轉(zhuǎn)電極的不同放置方式偏移量與偏轉(zhuǎn)電極的電壓U成正比3.原理UXt掃描電壓①若XXˊ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(dòng)一一掃描，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OXˊX