1、9帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),填一填,練一練,一、帶電粒子的加速(見(jiàn)課本第33頁(yè)) 1.運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析 帶電粒子沿與電場(chǎng)線平行的方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng),受到的靜電力與運(yùn)動(dòng)方向在同一直線上,做勻變速直線運(yùn)動(dòng),可以根據(jù)帶電粒子受到的靜電力,用牛頓第二定律求出加速度,結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式確定粒子的速度、位移等。 2.用功能觀點(diǎn)分析 可以根據(jù)靜電力對(duì)帶電粒子做的功,研究粒子的電勢(shì)能變化,利用動(dòng)能定理研究全過(guò)程中能量的轉(zhuǎn)化,研究帶電粒子的速度變化、發(fā)生的位移等。,填一填,練一練,二、勻強(qiáng)電場(chǎng)中帶電粒子的偏轉(zhuǎn)(見(jiàn)課本第34頁(yè)) 1.運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析 帶電粒子以初速度v0垂直于電場(chǎng)線方向飛入勻強(qiáng)電場(chǎng),受到恒定的與初速度方向垂直的

2、靜電力作用而做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。 2.偏轉(zhuǎn)問(wèn)題的處理方法:將帶電粒子的運(yùn)動(dòng)沿初速度方向和靜電力方向進(jìn)行分解。 (1)沿初速度方向的分運(yùn)動(dòng)為勻速直線運(yùn)動(dòng),滿足x=v0t。 (2)沿靜電力方向的分運(yùn)動(dòng)為初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),填一填,練一練,三、示波管(見(jiàn)課本第35頁(yè)) 1.構(gòu)造 示波管是示波器的核心部件,外部是一個(gè)抽成真空的玻璃殼,內(nèi)部主要由電子槍(發(fā)射電子的燈絲、加速電極組成)、偏轉(zhuǎn)電極(由偏轉(zhuǎn)電極XX和偏轉(zhuǎn)電極YY組成)和熒光屏組成,如圖所示。 2.原理 燈絲被電源加熱后,發(fā)射熱電子,發(fā)射出來(lái)的電子經(jīng)過(guò)加速電場(chǎng)加速后,以很大的速度進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),如在偏轉(zhuǎn)電極YY之間加一個(gè)待顯示的信號(hào)電壓,在

3、偏轉(zhuǎn)電極XX上加一儀器自身產(chǎn)生的鋸齒形電壓,在熒光屏上就會(huì)出現(xiàn)待測(cè)信號(hào)在一個(gè)周期內(nèi)隨時(shí)間變化的穩(wěn)定圖象了。,填一填,練一練,如圖所示,在P板附近有一電子由靜止開(kāi)始向Q板運(yùn)動(dòng),則關(guān)于電子到達(dá)Q板時(shí)的速度,下列說(shuō)法正確的是() A.兩板間距離越大,加速的時(shí)間就越長(zhǎng), 獲得的速率就越大 B.兩板間距離越小,加速度就越大,獲得的速度就越大 C.與兩板間距離無(wú)關(guān),僅與加速電壓有關(guān) D.以上說(shuō)法均不正確,問(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,探究一帶電粒子在電場(chǎng)中的加速問(wèn)題 粒子加速器是利用周期性變化的電場(chǎng)使帶電粒子在其中不斷被加速的儀器,右圖為加速器的一種直線加速器。思考: 為使粒子不斷被加速,

4、粒子運(yùn)動(dòng)到每個(gè)空隙時(shí),電場(chǎng)方向應(yīng)如何變化?,問(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,探究一,探究二,問(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,1.常見(jiàn)帶電粒子及受力特點(diǎn) 電子、質(zhì)子、粒子等帶電粒子在電場(chǎng)中受到的靜電力一般遠(yuǎn)大于重力,通常情況下,重力可以忽略。 2.受力分析 因帶電粒子(電子、質(zhì)子、粒子等)受到的重力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于靜電力,所以討論帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題時(shí)忽略重力,而帶電液滴、小球等則不可忽略重力,在分析這類問(wèn)題時(shí)只需求靜電力與重力的合力就可以了。,探究一,探究二,問(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,3.處理帶電粒子在電場(chǎng)中加速問(wèn)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:,探究一,探

5、究二,問(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,【例題1】 有四種粒子:粒子、氚核、質(zhì)子和鈉離子,從初速度為零的狀態(tài)經(jīng)過(guò)加速電壓為U的電場(chǎng)之后,請(qǐng)分析哪種粒子的速度最大。,探究一,探究二,問(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,問(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,探究二帶電粒子的偏轉(zhuǎn) 圖甲是物體從水平勻速飛行的飛機(jī)上投下,不計(jì)空氣阻力時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡;圖乙是帶電粒子垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)中只在電場(chǎng)力作用下運(yùn)動(dòng)的軌跡圖,結(jié)合圖片分析它們的受力和運(yùn)動(dòng)的共同特性。,探究一,探究二,問(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,問(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,1.運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析 帶電粒子以速度v0垂直于電場(chǎng)線方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)

6、,受到恒定的與初速度方向成90角的靜電力作用而做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。 2.基本運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系,探究一,探究二,問(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,問(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,問(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,【例題2】 如圖所示,有一電子(電荷量為e)經(jīng)電壓U0加速后,進(jìn)入兩塊間距為d、電壓為U的平行金屬板間。若電子從兩板正中間垂直電場(chǎng)方向射入,且正好能穿過(guò)電場(chǎng),求: (1)金屬板AB的長(zhǎng)度; (2)電子穿出電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能。,探究一,探究二,問(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,1 2 3,1.關(guān)于帶電粒子(不計(jì)重力)在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)情況,下列說(shuō)法正確的是() A.一定是勻變速運(yùn)動(dòng) B.不可能做勻減速運(yùn)動(dòng) C.一定做曲線運(yùn)動(dòng) D.可能做勻變速直線運(yùn)動(dòng),不可能做勻變速曲線運(yùn)動(dòng) 解析:帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中受恒定合外力(靜電力)作用,一定做勻變速運(yùn)動(dòng),初速度與合外力共線時(shí),做直線運(yùn)動(dòng),不共線時(shí)做勻變速曲線運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)A正確。 答案:A,1 2 3,2.如圖所示,a、b兩個(gè)帶正電的粒子,以相同的速度先后垂直于電場(chǎng)線從同一點(diǎn)進(jìn)入平行板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)后,a粒子打在B板的a點(diǎn),b粒子打在B板的b點(diǎn),若不計(jì)重力,則() A.a的電荷量一定大于b的電荷量 B.b的質(zhì)量一定大于a的質(zhì)量 C.a的比荷一定大于b的比荷 D.b的比荷一定大于a的比荷,1 2 3,3 .(選做題)一束電子流在經(jīng)U