1.9 带电粒子在电场中的运动 课件 -2022-2023学年高二上学期物理人教版选修3-1

第9节 带电粒子在电场中的运动 第一章 静电场 你家里还有普通彩色电视机吗？ 你知道电视机的显像原理吗？ 我们要先学习带电粒子在电场中的加速与偏转。 一.带电粒子在电场中的加速 若不计粒子重力，则粒子沿电场线做＿＿＿＿＿运动， 由动能定理，得 则 【思考】 1.如果不用动能定理， 你能否求得粒子到达正极板时 的速度？ 2.如果不是匀强电场，上式的结果还成立吗？ 匀加速直线 问粒子到达正极板时的速度v? E1 （加速电压） 【说明】带电粒子重力的处理 (1)基本粒子：如电子、质子、α粒子、离子等， 一般可以忽略重力。 (2)带电颗粒：如尘埃、液滴、小球等， 一般不能忽略重力。 1．一带电粒子在电场中只受电场力作用时，它不可能 出现的运动状态是(　　) A．匀速直线运动　　　 B．匀加速直线运动 C．匀变速曲线运动 D．匀速圆周运动 A 练习 2 ．下列粒子从初速度为零的状态经电压为U的匀强 电场后，速度最大的粒子是（ ） 　 A．质子 　　 B．氘核 　 C．α粒子 　　 D．钠离子 A + m,q V0=0 U 3.下列两个电荷的电量之比q1∶q2=1∶2，质量之比m1∶m2=2∶1，都只受电场力，在电场中某点A都由静止释放，运动到B点，则两电荷运动到B点的速度大小之比为v1∶v2= 。 B A 1∶2 练习 炽热的金属丝可以发射电子。在金属丝和金属板之间加以电压U=2500V（如图），发射出的电子在真空中加速后，从金属板的小孔穿出。电子穿出时的速度有多大？设电子刚刚离开金属丝时的速度为0（e=1.6×10-19C，me=0.9×10-30kg）。 解：由动能定理，得 则电子穿出时的速度为 二、带电粒子在电场中的偏转 如图，带电粒子以初速度v0垂直进入电场中，将作＿＿＿运动， ⑴垂直于电场线方向：粒子作 运动; ⑵平行于电场线方向：粒子作 运动。 匀速直线 匀加速直线 可分解为： 类平抛 二、带电粒子在电场中的偏转 1. 时 间： 2. 加速度： 3. 电场方向的位移： 4. 电场方向的速度： 5. 出电场时的方向： 请求出下列物理量： 与粒子q/m成正比 与粒子v0平方成反比 与电场的U、l、d有关 与粒子q/m成正比 与粒子v0平方成反比 与电场的U、l、d有关 已知两板的l、d、U，粒子的m、q， 4．如图所示，质子(H)和α粒子(He)，以相同的初动能垂直射入偏转电场(不计粒子重力)，则这两个粒子射出电场时的侧位移y之比为(　 　) A．1∶1 B．1∶2 C．2∶1 D．1∶4 B 练习 5．（多选）如图所示，有三个质量相等，分别带正 电、负电和不带电小球，从平行板 电场中的P点以相同的初速度垂直 于E进入电场，它们分别落到A、B、 C三点，则( 　　) A．落到A点的小球带正电，落到B点的小球不带电 B．三小球在电场中运动的时间关系：tC<tB<tA C．三小球到达正极板时动能关系：EkA>EkB>EkC D．三小球在电场中运动的加速度关系：aA>aB>aC AB 练习 练习 6. 如图，平行金属板长为L，一个带电为＋q、质量为m的粒子以初速度v0紧贴上板垂直射入电场，刚好从下板边缘射出，末速度恰与下板成30°角，粒子重力不计.求: (1)粒子末速度大小;(2)电场强度;(3)两极间距离d. 解： (1)粒子的末速度 (2)粒子在电场中的运动时间 沿电场方向的速度 又 ，所以场强 (3)两板间距离 受力分析 判断运动性质 （画出轨迹） 选择解题方法 直线运动 匀速圆周运动 类平抛运动 较复杂 曲线运动 常用能量观点 主要从运动和力的关系分析或动能定理 小 结 三、示波器 1. 示波器的面板 三、 示波器 2. 示波器的结构 三、示波器 3. 示波器的作用 示波器是一种常用的 实验仪器，它能显示振动、 声音、温度、电流、电压等随时间变化的情况，如图 显示的是交流电的电压波形。 带电粒子在电场力的作用下加速和偏转。 4. 示波器的原理 Y Y’ X X’ - + - - + - 若金属平行板水平放置,电子将在竖直方向发生偏转 若金属平行板竖直放置,电子将在水平方向发生偏转 三、示波器