10.5 带电粒子在电场中的运动 课件-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

带电粒子在 电场中的运动 1 带电粒子在匀强电场中仅受电场力的作用时会做什么运动呢？ 课前思考 2 带电粒子 如电子，质子，粒子，正负离子等。除非有特殊说明或明确的暗示以外，一般都不考虑重力。 如带电小球、液滴、尘埃等。除非有特殊说明或明确的暗示以外，一般都考虑重力。 3 一、带电粒子的加速 情景一： q U0 + _ 在真空中有一对平行金属板，两板间电势差为U0，两板间距离为d，若一个质量为m，带正电荷q的粒子，在静电力作用下由静止开始从正极板向负极板运动，计算它到达负板时的速度有多大？ 4 解法一： 由牛顿第二定律得： 由运动学公式得： ① ② ③ 联立可得： 5 解法二： 由动能定理得： 得： 6 例题1：炽热的金属丝可以发射电子，在金属丝和金属板之间加电压U，发射出的电子在真空中从静止开始加速，从正极板的小孔穿出，电子穿出时的速度有多大？ 解：由动能定理得： 可得 如何增加电子穿出时的速度？ 7 拓展延伸： 若一个质量为m，带正电荷q的粒子以初速度v0从正极板出发，计算带电粒子到达负极板的速度？ 解：由动能定理得： 得： 8 二、带电粒子的偏转 - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + d F + v v0 θ v0 y 偏转量 偏转角 情景二： 9 例：如图所示，一个质量为m，电荷量为q的带电粒子（带电粒子重力不计）以初速度v0垂直射入平行板电容器，平行板长l，两板间电压为U，板间距为d，求： （1）粒子射出两板间时的偏移量y。 （2）粒子射出两板时的偏转角θ。 10 由牛顿第二定律得： 水平方向： 竖直方向： 联立①②③④式得： ① ② ③ ④ (1)解：粒子所受电场力 11 （2）解：粒子所受电场力 竖直方向分速度： 联立①②③⑤⑥式得： ⑤ ⑥ 12 三、示波管的原理 电子枪 - + Y Y’ X X’ Y Y’ X X’ 偏转电极 荧光屏 13 加速电压 电子枪 偏转电极 亮斑 亮斑 荧光屏 新知讲解 新知讲解 加速电压 电子枪 偏转电极 亮斑 亮斑 荧光屏 新知讲解 新知讲解 加速电压 电子枪 偏转电极 亮斑 亮斑 荧光屏 新知讲解 新知讲解 加速电压 电子枪 偏转电极 亮斑 亮斑 荧光屏 新知讲解 新知讲解 思考与讨论： (3)如果想要在第三象限打出一个亮斑，你应该如何加偏转电压呢？ X′正、X负 Y′正、Y负 18 锯齿形扫描电压 示波管 电极通常接入仪器自身产生的锯齿形扫描电压，如果 上接的待测信号电压是周期性的，且周期与扫描电压周期相同，则荧光屏上会显示待测信号在一个周期内变化的稳定图像。 三、示波管 新知讲解 新知讲解 想一想： 这节课你学到了什么？ 课后作业： 完成课本39页课后习题 20 $$