1.9 带电粒子在电场中的运动 课件-2023-2024学年高二上学期物理教科版（2019）必修第三册

1.9 带电粒子在电场中的运动 1.带电粒子在电场中处于静止状态，该粒子带正电还是负电? 该粒子带负电 Eq 分析：带电粒子的平衡 一、带电粒子的加速 2.如图所示，在真空中有一对平行金属板，板间距离为d，两板间加以电压U．两板间有一个带正电荷量为q的带电粒子 (不计重力) ，它在电场力的作用下，由静止开始从正极板向负极板运动，到达负极板时的速度有多大？ qE 加速电场 U 二、带电粒子在匀强电场中的偏转 + - d F M Ⅰ Ⅲ Ⅱ 加速电场 偏转电场 无电场 + + - - 匀加速直线运动 类平抛运动 匀速直线运动 + - d F M Ⅰ.加速电场 + + - - 匀加速直线运动 分析：电子从阴极运到到阳极的过程中，由动能定理得： + - d F M Ⅱ.偏转电场 + + - - 类平抛运动 分析：电子在偏转电场做类平抛运动 水平方向 竖直方向 N P 速度偏向角正切值 位移偏向角正切值 速度偏向角正切值是位移偏向角正切值的2倍. 直角ΔMNP中 P点瞬时速度的反向延长线通过此时水平位移的中点. + - d F M + + - - N P Ⅲ.无电场 匀速直线运动 Q O O' 分析：电子飞离电场做匀速直线运动 水平方向 竖直方向 H + - d F M + + - - N P Q O O' 分析：侧移距离H H 方法一： 方法二： 直角ΔMO'Q中 方法三： ΔMNP∽ΔMO'Q 即 H=? 例1.如图，质量为m，带电量为q的离子以v0的速度，沿与场强垂直的方向从A点飞入匀强电场，并从另一侧B点沿与场强方向成150°角飞出．则A、B两点间的电势差是多少? 1500 E A B qE 解:离子做类平抛运动 将速度分解 Vy V0 Vt V0 ② ① 由①②化简得： 课堂例题 例2.在x轴上存在与x轴平行的电场,x轴上各点的电势随x点位置变化情况如图所示.图中-x1～x1之间为曲线,且关于纵轴对称,其余均为直线,也关于纵轴对称.下列关于该电场的论述正确的是(　 　) B A.x轴上各点的电场强度大小相等 B.从-x1～x1电场强度的大小先减小后增大 C.一个带正电的粒子在x1点的电势能大于在-x1点的电势能 D.一个带正电的粒子在-x1点的电势能大于在-x2点的电势能 分析： 电势差： 对带电粒子进行受力分析时的注意事项: （1）要掌握电场力的特点 （2）带电粒子重力的处理 ①基本粒子：如电子、质子、α粒子、离子等除有说明或明确的暗示外，一般都不考虑重力（但不能忽略质量）； ②带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或明确的暗示以外，一般都要考虑其重力。 示波器 三、示波管的原理 加速电场 U 1.带电粒子是如何运动的呢？ 在偏转电场中： 匀变速曲线运动 出了偏转电场后： 匀速直线运动 2.如何求偏转位移呢？ 思考： 解：1.在偏转电场中 沿水平方向 垂直于电场方向 设运动时间为t1 加速度 在沿竖直方向上 在垂直于电场方向上 2.在电场外，设运动时间为t2 即沿竖直方向上的总位移 得 3.你还有其它处理方法吗 同理可推导水平偏转位移x 思考： 只在YY´电极间加偏转电压Ｕ 信号电压 若只在YY ´加持续变化的信号电压呢? 分析：每个电子在电场中运动时间很短 不同时刻进入电场的电子： 每一个电子可认为在电压不变的匀强电场中偏转 偏转电压不同 若只在YY ´间加持续变化的信号电压呢? 屏上亮斑位置不同 若只在YY ´间加持续变化的信号电压呢? u t 0 联想：类似于力学中什么实验呢？ 若只在YY´电极间加信号电压 呢? 怎样在荧光屏上显示信号电压的正弦波形？ 匀速的、持续的扫描 u t 0 形成稳定且水平的亮线 　　只在XX'间加怎样的扫描电压Ｕx，才能得到匀速扫描的稳定且水平的亮线？ u t 0 u t 0 u t 0 0 u t 怎样在荧光屏上显示稳定的信号电压的正弦波形？ XX'电极加扫描电压 u t 0 u t 0 u t 0 u t 0 Tx Ty YY'电极加信号电压 (正弦电压) 讨论：要在屏上得到稳定的正弦图象, 信号电压和扫描电压的周期应满足什么关系? 如何得到一个完整的正弦波形？ 两个完整的正弦波形呢? XX'电极加扫描电压 YY'电极加信号电压 (正弦电压) u t 0 u t 0 怎样在荧光屏上显示稳定的信号电压的正弦波形？ 示波器中得到这两种波形,输入的信号电压和扫描电压有何不同? 讨论思考: $$