帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.會(huì)利用動(dòng)力學(xué)的觀點(diǎn)解答帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)問題。2.會(huì)分析帶電粒子在電場中運(yùn)動(dòng)的能量轉(zhuǎn)化情況。3.掌握帶電粒子在復(fù)合場中運(yùn)動(dòng)問題的分析方法。4.了解示波管的構(gòu)造和基本原理?！緦W(xué)習(xí)重難點(diǎn)】學(xué)習(xí)重點(diǎn)：帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。學(xué)習(xí)難點(diǎn)：綜合應(yīng)用力學(xué)和電學(xué)知識(shí)處理偏轉(zhuǎn)問題。【預(yù)習(xí)新知】一、帶電粒子在電場中的加速1．帶電粒子在電場中加速（直線運(yùn)動(dòng)）的條件：只受電場力作用時(shí)，帶電粒子的速度方向與電場強(qiáng)度的方向相同或相反。2．分析帶電粒子加速問題的兩種思路（1）利用牛頓第二定律結(jié)合勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式來分析。（2）利用靜電力做功結(jié)合動(dòng)能定理來分析。二、帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)1．條件：帶電粒子的初速度方向跟電場力的方向垂直。2．運(yùn)動(dòng)性質(zhì)：帶電粒子在勻強(qiáng)電場中做類平拋運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)軌跡是一條拋物線。3．分析思路：同分析平拋運(yùn)動(dòng)的思路相同，利用運(yùn)動(dòng)的合成與分解思想解決相關(guān)問題。三、示波管的原理1．構(gòu)造：示波管主要由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極（XX′和YY′）、熒光屏組成，管內(nèi)抽成真空。2．原理（1）給電子槍通電后，如果在偏轉(zhuǎn)電極XX′和YY′上都沒有加電壓，電子束將打在熒光屏的中心O點(diǎn)。甲示波管的結(jié)構(gòu)乙熒光屏（從右向左看）（2）示波管的YY′偏轉(zhuǎn)電極上加的是待測的信號(hào)電壓，使電子沿YY′方向偏轉(zhuǎn)。（3）示波管的XX′偏轉(zhuǎn)電極上加的是儀器自身產(chǎn)生的鋸齒形電壓（如圖所示），叫作掃描電壓，使電子沿XX′方向偏轉(zhuǎn)。掃描電壓3．帶電粒子的分類及受力特點(diǎn)（1）電子、質(zhì)子、α粒子、離子等基本粒子，一般都不考慮重力。（2）質(zhì)量較大的微粒：帶電小球、帶電油滴、帶電顆粒等，除有說明或有明確的暗示外，處理問題時(shí)一般都不能忽略重力。4．處理帶電粒子在電場中加速問題的兩種方法可以從動(dòng)力學(xué)和功能關(guān)系兩個(gè)角度分析如下：動(dòng)力學(xué)角度功能關(guān)系角度應(yīng)用知識(shí)牛頓第二定律以及勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式功的公式及動(dòng)能定理適用條件勻強(qiáng)電場，靜電力是恒力勻強(qiáng)電場、非勻強(qiáng)電場；靜電力是恒力、變力【重難探究】一、帶電粒子的加速1．帶電粒子的加速當(dāng)帶電粒子以很小的速度進(jìn)入電場中，在靜電力作用下做加速運(yùn)動(dòng)，示波管、電視顯像管中的電子槍、回旋加速器都是利用電場對(duì)帶電粒子加速的。2．處理方法可以從動(dòng)力學(xué)和功能關(guān)系兩個(gè)角度進(jìn)行分析，其比較如下：動(dòng)力學(xué)角度功能關(guān)系角度涉及知識(shí)應(yīng)用牛頓第二定律結(jié)合勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式功的公式及動(dòng)能定理選擇條件勻強(qiáng)電場，靜電力是恒力可以是勻強(qiáng)電場，也可以是非勻強(qiáng)電場，電場力可以是恒力，也可以是變力二、帶電粒子的偏轉(zhuǎn)

1．類平拋運(yùn)動(dòng)帶電粒子以速度v0垂直于電場線的方向射入勻強(qiáng)電場，受到恒定的與初速度方向垂直的靜電力的作用而做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，稱之為類平拋運(yùn)動(dòng)?？梢圆捎锰幚砥綊佭\(yùn)動(dòng)的方法分析這種運(yùn)動(dòng)。2．運(yùn)動(dòng)規(guī)律（1）沿初速度方向：vx＝v0，x＝v0t（初速度方向）。（2）垂直于初速度方向：vy＝at，（電場線方向，其中）。3．兩個(gè)結(jié)論（1）偏轉(zhuǎn)距離：。（2）偏轉(zhuǎn)角度：tanθ＝。4．幾個(gè)推論（1）粒子從偏轉(zhuǎn)電場中射出時(shí)，其速度方向反向延長線與初速度方向延長線交于一點(diǎn)，此點(diǎn)平分沿初速度方向的位移。（2）位移方向與初速度方向間夾角的正切為速度偏轉(zhuǎn)角正切的，即。（3）以相同的初速度進(jìn)入同一個(gè)偏轉(zhuǎn)電場的帶電粒子，不論m、q是否相同，只要相同，即比荷相同，則偏轉(zhuǎn)距離y和偏轉(zhuǎn)角θ相同。（4）若以相同的初動(dòng)能Ek0進(jìn)入同一個(gè)偏轉(zhuǎn)電場，只要q相同，不論m是否相同，則偏轉(zhuǎn)距離y和偏轉(zhuǎn)角θ相同。（5）同種電性的不同帶電粒子經(jīng)同一加速電場加速后（即加速電壓U1相同），進(jìn)入同一偏轉(zhuǎn)電場，則偏轉(zhuǎn)距離y和偏轉(zhuǎn)角θ相同?！眷柟逃?xùn)練】（一）鞏固訓(xùn)練1.如圖所示，實(shí)線表示某電場的電場線（方向未標(biāo)出），虛線是一帶負(fù)電的粒子只在電場力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡，粒子在M點(diǎn)和N點(diǎn)時(shí)加速度大小分別為、，速度大小分別為、，下列判斷正確的是（）A.， B.，C.， D.，2.如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢為，內(nèi)阻為，定值電阻。AB、CD為兩個(gè)平行金屬板，板長為，板間距離為。質(zhì)量為、帶電量為的顆粒從兩金屬板左端沿板間中線以的速度射入兩板間。閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)電阻箱，使顆粒剛好打到下板右側(cè)邊緣的D點(diǎn)。顆粒重力不能忽略，取重力加速度為。求：（1）顆粒在兩板間運(yùn)動(dòng)的加速度大?。唬?）兩板間的電壓U；（3）電阻箱的阻值。

參考答案1.答案：B解析：N點(diǎn)的電場線比M點(diǎn)的密，故N點(diǎn)的場強(qiáng)大于M點(diǎn)的場強(qiáng)，粒子在N點(diǎn)的加速度大于在M點(diǎn)的加速度，即，做曲線運(yùn)動(dòng)的粒子受到的合外力指向曲線的凹側(cè)，粒子受到的電場力指向曲線的右下方，因?yàn)榱Ｗ訋ж?fù)電，場強(qiáng)方向沿左上方，粒子由M到N，電場力做負(fù)功，所以，故B正確；ACD錯(cuò)誤。故選B。2.答案：（1）（2）（3）解析：（1）顆粒在兩板間做類平拋運(yùn)動(dòng)，平行于板方