導(dǎo)入新課使帶電粒子加速的裝置帶電粒子在電場(chǎng)中的應(yīng)用共41頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁!你們見過圖中的示波管嗎？帶電粒子在電場(chǎng)中的應(yīng)用共41頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁!想知道電子槍的工作原理么？帶電粒子在電場(chǎng)中的應(yīng)用共41頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁!章靜電場(chǎng)1.9帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)帶電粒子在電場(chǎng)中的應(yīng)用共41頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁!2.過程與方法√通過帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)，運(yùn)用以前學(xué)過的知識(shí)解題?！掏ㄟ^學(xué)習(xí)本節(jié)知識(shí)鞏固以前學(xué)過的知識(shí)。3.情感態(tài)度與價(jià)值觀√理解帶電粒子在電場(chǎng)中是如何運(yùn)動(dòng)的，運(yùn)用現(xiàn)有的物理知識(shí)去理解未知的世界。帶電粒子在電場(chǎng)中的應(yīng)用共41頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁!一、帶電粒子的加速二、帶電粒子的偏轉(zhuǎn)三、示波管的原理內(nèi)容解析帶電粒子在電場(chǎng)中的應(yīng)用共41頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁!

如左圖所示，在真空中有一對(duì)平行金屬板，兩板間加以電壓U。兩板間有一個(gè)帶正電荷q的帶電粒子，它在電場(chǎng)力的作用下，由靜止開始從正極板向負(fù)極板運(yùn)動(dòng)，到達(dá)負(fù)極板時(shí)的速度有多大？Uq+-帶電粒子的加速帶電粒子在電場(chǎng)中的應(yīng)用共41頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁!

帶電粒子沿與電場(chǎng)線平行的方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)，受到電場(chǎng)力與運(yùn)動(dòng)方向在同一直線上，做加（減）速直線運(yùn)動(dòng)。1、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析2、用功能觀點(diǎn)分析粒子只受電場(chǎng)力作用，運(yùn)動(dòng)變化量等于電勢(shì)能的變化量。（初速度為零時(shí)）（初速度不為零時(shí)）帶電粒子在電場(chǎng)中的應(yīng)用共41頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁!

帶電粒子以速度v0垂直于電場(chǎng)線方向飛入兩帶電平行板產(chǎn)生的勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，受到恒定的與初速度方向成九十度角的電場(chǎng)力作用而做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)（軌跡為拋物線）。1、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析2、偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的分析處理方法——用類似平拋運(yùn)動(dòng)分析方法帶電粒子在電場(chǎng)中的應(yīng)用共41頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁!（3）離開電場(chǎng)的偏轉(zhuǎn)量：（4）偏轉(zhuǎn)量：

下面我們來研究一下帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)它的重力是否可忽略不計(jì)。帶電粒子在電場(chǎng)中的應(yīng)用共41頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁!下面我們看一下示波管的原理圖。

如果在偏轉(zhuǎn)電極和偏轉(zhuǎn)電極上都沒有加電壓電子束從金屬板小孔射出后將沿直線傳播，打在熒光屏上，在那里產(chǎn)生一個(gè)亮斑。帶電粒子在電場(chǎng)中的應(yīng)用共41頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁!課堂小結(jié)帶電粒子在電場(chǎng)中的速度公式：利用電場(chǎng)來改變或控制帶電粒子的運(yùn)動(dòng)。下面討論兩種最簡(jiǎn)單的情況：一是利用電場(chǎng)使帶電粒子加速，一是利用電場(chǎng)使帶電粒子偏轉(zhuǎn)。一、帶電粒子的加速帶電粒子在電場(chǎng)中的應(yīng)用共41頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁!帶電粒子以速度v0垂直于電場(chǎng)線方向飛入兩帶電平行板產(chǎn)生的勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，受到恒定的與初速度方向成九十度角的電場(chǎng)力作用而做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)（軌跡為拋物線）。二、帶電粒子的偏轉(zhuǎn)（1）加速度：（2）運(yùn)動(dòng)時(shí)間：帶電粒子在電場(chǎng)中的應(yīng)用共41頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁!1.有一束正離子，以相同速率從同一位置進(jìn)入帶電平行板電容器的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，所有離子運(yùn)動(dòng)軌跡一樣，說明所有離子

（

）

A．具有相同質(zhì)量

B．具有相同電荷量

C．具有相同的比荷

D．屬于同一元素的同位素

課堂練習(xí)C帶電粒子在電場(chǎng)中的應(yīng)用共41頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁!

3.一個(gè)有初速的、電量為+4×10－8C為的帶電粒子，在電場(chǎng)中只受電場(chǎng)力作用，從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中，克服電場(chǎng)力做了8×10－5J的功。則A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差

=_______，在此過程中，電荷的動(dòng)能_______（填“增加”或“減少”）了________ev.甲乙abcdQ下題圖-2000V減少帶電粒子在電場(chǎng)中的應(yīng)用共41頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁!5.一束初速不計(jì)的電子流在經(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，若板間距離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？帶電粒子在電場(chǎng)中的應(yīng)用共41頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁!高考鏈接

1.（2007重慶24）飛行時(shí)間質(zhì)譜儀可通過測(cè)量離子飛行時(shí)間得到離子的荷質(zhì)比q/m。如圖1所示，帶正電的離子經(jīng)電壓為U的電場(chǎng)加速后進(jìn)入長(zhǎng)度為L(zhǎng)的真空管AB，可測(cè)得離子飛越AB所用的時(shí)間t1。改進(jìn)以上方法，如圖2所示，讓離子飛越AB后進(jìn)入場(chǎng)強(qiáng)為E（方向如圖）的勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域BC，在電場(chǎng)的作用下離子返回B端，此時(shí)，測(cè)得離子從A出發(fā)后飛行的總時(shí)間t2。（不計(jì)離子重力）⑴忽略離子源中離子的初速度，①用t1計(jì)算荷質(zhì)比；②用t2計(jì)算荷質(zhì)比。⑵離子源中相同荷質(zhì)比離子的初速度不盡相同，設(shè)兩個(gè)荷質(zhì)比都為q/m的離子在A帶電粒子在電場(chǎng)中的應(yīng)用共41頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁!⑴（提示：設(shè)荷質(zhì)比為k。加速階段

，得

；穿越AB經(jīng)歷時(shí)間

，在電場(chǎng)E中經(jīng)歷時(shí)間

，因此

將該式兩邊分別平方后整理得結(jié)論。）帶電粒子在電場(chǎng)中的應(yīng)用共41頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁!教材習(xí)題答案1.答：解法一：△EK=EK=qU=2×1.6×10-19×90J=2.9×10-17J。解法二：

解法三:可見第一種方法最簡(jiǎn)單。帶電粒子在電場(chǎng)中的應(yīng)用共41頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁!3.答：設(shè)加速電壓為U0，偏轉(zhuǎn)電壓為U，帶電粒子的電荷量為q，質(zhì)量為m，垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的速度為v0，偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)兩極間距離為d，極板長(zhǎng)為l，則：帶電粒子在加速電場(chǎng)中獲得初動(dòng)能，粒子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中的加速度，在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為，粒子離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)沿靜電力方向的速度，粒子離開偏帶電粒子在電場(chǎng)中的應(yīng)用共41頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁!4.答：設(shè)加速電壓為U0，偏轉(zhuǎn)電壓為U，帶電粒子的電荷量為q，質(zhì)量為m，垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的速度為v0，偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)兩極間的距離為d，極板長(zhǎng)為l，則：粒子的初動(dòng)能，粒子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中的加速度，在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為，粒子離開偏轉(zhuǎn)帶電粒子在電場(chǎng)中的應(yīng)用共41頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁!5.答：電子的初動(dòng)能，垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為，電子離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)沿靜電力方向的速度電子離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)速度方向的偏轉(zhuǎn)角的正切帶電粒子在電場(chǎng)中的應(yīng)用共41頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁!教學(xué)目標(biāo)1.知識(shí)與能力√帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，及功能的轉(zhuǎn)化關(guān)系。√學(xué)會(huì)運(yùn)用靜電力做功、電勢(shì)、電勢(shì)差、等勢(shì)面等概念研究帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)的能量轉(zhuǎn)化?！虒W(xué)會(huì)運(yùn)用靜電力、電場(chǎng)強(qiáng)度等概念研究帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度、速度和位移等物理量的變化。帶電粒子在電場(chǎng)中的應(yīng)用共41頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁!教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：教學(xué)難點(diǎn)：帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的加速度，帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)。帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)。帶電粒子在電場(chǎng)中的應(yīng)用共41頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁!一、帶電粒子的加速

帶電粒子在電場(chǎng)中要受到電場(chǎng)力的作用，產(chǎn)生加速度，速度的大小和方向都會(huì)發(fā)生變化。在現(xiàn)代科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)設(shè)備中，常常根據(jù)這個(gè)道理，利用電場(chǎng)來改變或控制帶電粒子的運(yùn)動(dòng)。下面討論兩種最簡(jiǎn)單的情況：一是利用電場(chǎng)使帶電粒子加速，一是利用電場(chǎng)使帶電粒子偏轉(zhuǎn)。

下面我們先來介紹一下如何利用電場(chǎng)使帶電粒子加速。帶電粒子在電場(chǎng)中的應(yīng)用共41頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第25頁!我們知道，兩平行金屬板間的電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)。如果兩極板是其他形狀，中間的電場(chǎng)不是勻強(qiáng)電場(chǎng)，上式同樣適用。（為什么？說明理由。）

帶電粒子在運(yùn)動(dòng)過程中，電場(chǎng)力所做的功W=qU。設(shè)帶電粒子到達(dá)負(fù)極板時(shí)的動(dòng)能

，由動(dòng)能定理可知，由此可求出帶電粒子在電場(chǎng)中的應(yīng)用共41頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第26頁!如右圖所示，在真空中水平放置一對(duì)金屬板X和Y，板間距離為d。在兩板間加以電壓U，兩板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為E=U/d。現(xiàn)有一電荷量為q的帶電粒子以水平速度v0射入電場(chǎng)中，帶電粒子受到豎直方向的電場(chǎng)力F=qE，因而在電場(chǎng)中發(fā)生偏轉(zhuǎn)。注意：以上公式適用于一切電場(chǎng)（包括勻強(qiáng)電場(chǎng)和非勻強(qiáng)電場(chǎng)）。二、帶電粒子的偏轉(zhuǎn)++++++-------dl帶電粒子在電場(chǎng)中的應(yīng)用共41頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第27頁!

（1）沿初速度方向?yàn)樗俣葹関0的勻速直線運(yùn)動(dòng)；

（2）沿電場(chǎng)力方向?yàn)槌跛俣葹榱愕膭蚣铀龠\(yùn)動(dòng)。3、基本公式（1）加速度：（2）運(yùn)動(dòng)時(shí)間：帶電粒子在電場(chǎng)中的應(yīng)用共41頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第28頁!

（1）基本粒子：如電子、質(zhì)子、粒子、離子等粒子有說明或有明確暗示以外一般都可忽略不計(jì)。

（2）帶電顆粒：如塵埃、液滴、小球等。除有有說明或有明確暗示以外一般不能忽略。三、示波管的原理

有一種電子儀器叫做示波管，可以用來觀察電信號(hào)隨時(shí)間變化的情況，在學(xué)生實(shí)驗(yàn)中要練習(xí)使用它。示波管的核心部件是示波管，它由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成，管內(nèi)抽成真空。帶電粒子在電場(chǎng)中的應(yīng)用共41頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第29頁!工作原理電子槍只是用來發(fā)射和加速電子，在、都沒加電壓時(shí)，在熒光屏中心處產(chǎn)生一個(gè)亮斑。如果只在加正選變化電壓時(shí)，熒光屏上亮點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)是豎直方向的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，在熒光屏上看到一條豎直方向的亮線。如果只在加上跟時(shí)間成正比的鋸齒形電壓（稱掃描電壓）時(shí)，熒光屏上的亮點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)是不斷重復(fù)從做到右的勻速直線運(yùn)動(dòng)，在熒光屏上看到一條水平方向的亮線。如果同時(shí)在加掃描電壓、加同周期的正選變化電壓，熒光屏亮點(diǎn)同時(shí)參與水平方向勻速直線運(yùn)動(dòng)、豎直方向簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，在熒光屏上看到的曲線為一個(gè)完整的正選波形。帶電粒子在電場(chǎng)中的應(yīng)用共41頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第30頁!帶電粒子沿與電場(chǎng)線平行的方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)，受到電場(chǎng)力與運(yùn)動(dòng)方向在同一直線上，做加（減）速直線運(yùn)動(dòng)。（初速度為零時(shí)）（初速度不為零時(shí)）注意：以上公式適用于一切電場(chǎng)（包括勻強(qiáng)電場(chǎng)和非勻強(qiáng)電場(chǎng)）。帶電粒子在電場(chǎng)中的應(yīng)用共41頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第31頁!（3）離開電場(chǎng)的偏轉(zhuǎn)量：（4）偏轉(zhuǎn)量：三、示波管的原理示波管的核心部件是示波管，它由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成，管內(nèi)抽成真空。帶電粒子在電場(chǎng)中的應(yīng)用共41頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第32頁!

2.如圖是一個(gè)說明示波管工作的原理圖，電子經(jīng)加速電場(chǎng)（加速電壓為U1）加速后垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)偏轉(zhuǎn)量是h，兩平行板間的距離為d，電壓為U2，板長(zhǎng)為l，每單位電壓引起的偏移

，叫做示波管的靈敏度，為了提高靈敏度，可采用下列哪些方法（

）

A．增大U2

B．減小lC．減小d

D．增大U1C帶電粒子在電場(chǎng)中的應(yīng)用共41頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第33頁!

4.如圖所示，虛線表示某點(diǎn)電荷Q所激發(fā)電場(chǎng)的等勢(shì)面，已知a、b

兩點(diǎn)在同一等勢(shì)面上，c、d兩點(diǎn)在另一個(gè)等勢(shì)面上。甲、乙兩個(gè)帶電粒子以相同的速率，沿不同的方向從同一點(diǎn)a射入電場(chǎng)，在電場(chǎng)中沿不同的軌跡adb曲線、acb曲線運(yùn)動(dòng)。則兩粒子所帶的電荷符號(hào)________（填“不同”或“相同”）；經(jīng)過b點(diǎn)時(shí)，兩粒子的速率

va

vb（填“>”、“=”或“<”）不同=帶電粒子在電場(chǎng)中的應(yīng)用共41頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第34頁!解析：在加速電壓一定時(shí)，偏轉(zhuǎn)電壓U′越大，電子在極板間的偏轉(zhuǎn)距離就越大。當(dāng)偏轉(zhuǎn)電壓大到使電子剛好擦著極板的邊緣飛出，此時(shí)的偏轉(zhuǎn)電壓，即為題目要求的最大電壓。加速過程，由動(dòng)能定理得：

①

進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，電子在平行于板面的方向上作勻速運(yùn)動(dòng)l=v0t②在垂直于板面的方向上作勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度：

③

偏轉(zhuǎn)距離

④能飛出的條件為

⑤

解①～⑤式得：

即要使電子能飛出，所加電壓最大為400V。帶電粒子在電場(chǎng)中的應(yīng)用共41頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第35頁!端的速度分別為v和v′（v≠v′），在改進(jìn)后的方法中，它們飛行的總時(shí)間通常不同，存在時(shí)間差Δt，可通過調(diào)節(jié)電場(chǎng)E使Δt=0，求