10.5 带电粒子在电场中的运动 课件-2021-2022学年【新教材】人教版(2019)高中物理必修三

10.5带电粒子在电场中的运动 横县百合完全中学：韦衍虎 18276143537 问题导入 电子被加速器加速后轰击重金属靶时，会产生射线，可用于放射治疗。图中展示了一台医用电子直线加速器。 电子在加速器中是受到什么力的作用而加速的呢? 1.在电场中带电粒子受什么力的作用？ + + + + + + + - - - - - - - qE mg 通常要受到静电力 考虑重力： 带电小球、带电油滴 不计重力： 电子，质子，α粒子 2. →宏观微粒 →微观粒子 一、带电粒子在电场中的加速 和重力？ 静电力 F = qE 加速度 静电力的功 WAB = qUAB 3.研究带电粒子运动的主要工具： 动能定理 4.分析带电粒子加速的问题的思路 ①利用牛顿第二定律结合匀变速直线运动公式来分析 ②利用静电力做功结合动能定理来分析 B A 例1：在加上电压U并处于真空中相距d的平行金属板间有一正电荷g，质量为m，只在电场力作用下从静止释放，电荷将做什么运动? 课堂练习 受力分析： 仅受力水平向右的电场力 运动分析： 初速度为零，向右匀加速直线运动 求电荷到达负极板B的速度？ 解法一　运用运动学知识求解 粒子加速后的速度只与加速电压有关 解法二　运用动能定理知识求解 初速度不为零呢？ 若粒子的初速度为零 , 则: 若粒子的初速度不为零 , 则: 由于静电力做功与场强是否匀强无关，与运动路径也无关，所以在处理电场对带电粒子的加速问题时，一般都是利用动能定理进行处理。 思考：若两极板间不是匀强电场，该用何种方法求解? 多级加速器 实物图 课本例题1 解:设电子进入第n个圆筒后的速度为v，根据动能定理有 得 第n个圆筒的长度为 圆筒长度跟圆筒序号的平方根 成正比，第n个圆筒的长度为 M N U d + 例2：如图所示，在 P 板附近有一电子由静止开始向 N 板运动，则关于电子在两板间的运动情况，下列叙述正确的是( ) A.匀速直线运动 B.匀加速直线运动 C.电子到达 N 板时的速度与板间距离无关， 仅与加速电压有关 D.电子的加速度和末速度都与板间距离无关 P BC 课堂练习 l d + U v0 q、m F + v