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

带电粒子在电场中的运动 课堂导入 现代医学中，常使用医用粒子直线加速器产生的高速粒子轰击癌细胞，以治疗癌症，其工作原理有两种： 思考：电子在加速器中是受到什么力而加速的？ （2）“电子束放射疗法”：用被加速的电子轰击重金属靶，产生放射线用于医学治疗。 （1）“质子放射疗法”：先将质子加速到具有较高的能量，再使其攻击肿瘤，杀死癌细胞。 2 带电粒子的加速 PART 01 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。 更多模板亮... text has been truncated due to evaluation version limitation. 4 A B U d E + F v 如图，一个质量为m、带正电荷q的粒子，只在静电力的作用下由静止开始从正极板A向负极板B运动。试计算粒子到达负极板时的速度？ 方法一：动力学观点： 主要用牛顿运动定律和匀变速直线运动的规律 方法二：能量观点： ——利用动能定理 总结：粒子加速后的速度只与加速电压有关。 A B U d E + F v 思考：若两极板间不是匀强电场，该用何种方法求解？ 若粒子的初速度为零,则: 若粒子的初速度不为零,则: 能量观点——动能定理 学以致用 与q成正比 与成正比 例1、下列粒子由静止经加速电压为U的电场加速后，哪种粒子动能最大( )？哪种粒子速度最大( )？ （其中me = 0.91×10-30kg；mH = 1.67×10-27kg） A. 质子 B. 电子 C. 氘核 D. 氦核 D B 8 例2、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，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？设电子刚离开金属丝时的速度为零。 解：由动能定理 代入数据得： 例3、如图所示，M、N是在真空中竖直放置的两块平行金属板，质量为m、电量为+q的带电粒子，以极小的初速度由小孔进入电场，当M、N间电压为U时，粒子到达N板的速度为v，如果要使这个带电粒子到达N板的速度为2v ，则下述方法能满足要求的是（ ） A、使M、N间电压增加为2U B、使M、N间电压增加为4U C、使M、N间电压不变，距离减半 D、使M、N间电压不变，距离加倍 M N U d + v与电压平方根成正比 B 带电粒子在电场中的偏转 PART 02 如图，一带电粒子以垂直匀强电场的场强方向以初速度v0 射入电场，若不计粒子的重力，带电粒子将做什么运动？ 1.受力分析： 仅受竖直向下的电场力 做类平抛运动 2.运动分析： v0 q、m L d - - - - - - - - - - + + + + + + + + + U + + 垂直电场方向：匀速直线运动 沿电场方向：初速度为零的匀加速直线运动 L d + - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + U v0 q、m F + v v0 vy y θ 偏转角（偏向角） 偏移距离（侧移距离或侧移量） 如图，粒子以初速度v0射入电场，求射出电场时沿垂直于板面方向偏移的距离y和速度偏转的角度θ。 L d - - - - - - - - + + + + + + + + + U v0 q、m + + vy θ v v0 y 1.飞行时间： 2.加速度： 3.竖直分速度： 4.竖直分位移： 5.速度偏转角： 课堂导入 加速度： 时间： 速度： 思考1：α与θ哪个大？有何定量关系？ O M N ) θ 偏转角： 侧移： 15 加速度： 时间： 速度： 思考2：粒子射出时，其速度反向延长线与初速度方向交于一点，此点是否为中点？ 偏转角： 侧移： O M N ) θ 中点？ 更多模板亮... text has been truncated due to evaluation version limitation. 16 1.初速度相同的带电粒子，无论m、q是否相同，只要q/m相同，则偏转距离y和偏转角度θ都相同。(即轨迹重合) 当偏转电场的U、L、d一定： L d - - - - - - - - - - + + + + + + + + + U v0 q、m + + vy θ v v0 y 2.初动能相同的带电粒子，只要q相同，无论 m 是否相同，