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

10-5带电粒子在电场中的运动 XHA2200.mp4 3、一般带电体：是否考虑重力，要根据题目暗示或运动状态来判定。 1、微观带电粒子：如电子、质子、 粒子等. 它们的重力一般远小于电场力，分析受力时， 一般不考虑重力(有说明或暗示除外)。 2、宏观带电微粒：如带电小球、液滴、尘埃等.一般要考虑重力(有说明或暗示除外)。 带电体一般可分为两类： 注：忽略粒子重力不是忽略粒子的质量。 带电粒子在电场中 受电场力 产生加速度 使速度变化 利用电场 使带电粒子 加速 偏转 【学习目标】 1、掌握带电粒子在电场中的运动规律 2、分析解决加速和偏转问题 【学习重点】 带电粒子在电场中的运动规律 【学习难点】 运用电学知识和力学知识综合处理偏转问题 上图是位于瑞士日内瓦近郊世界最大的粒子加速器与对撞机，作为国际高能物理学研究之用。其长度达到27公里！能把带电粒子加速到接近光速。 １、动力学方法： 一、带电粒子在电场中的加速 A B U d E + F v 由牛顿第二定律： 由运动学公式： 初速度不为零呢？ 只适用于匀强电场 2、动能定理： A B U d E + v 由动能定理： 也适用于非匀强电场 一、带电粒子在电场中的加速 例题1：如图所示，在点电荷＋Q的电场中有A、B两点，当质子和α粒子分别从A点由静止释放到达B点时，它们的速度大小之比为多少？(质子带电荷量有＋e，质量为m，α粒子带电荷量为＋2e，质量为4m) nqU = mv2— mv02 v = v u d 拓展：粒子初速度不为0，经过多个电场加速 v0 q m u d u d 9 9 直线加速器 应用： 北京正负电子对撞机的直线加速器 应用： 二、带电粒子在匀强电场中的偏转 l d + - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + U v0 q、m 二、带电粒子在匀强电场中的偏转 l d + - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + U v0 q、m F + v v0 vy y θ 1.规律 2.试证明：带电粒子垂直进入偏转电场，离开电场时就好象是从初速度所在直线的中点沿直线离开电场的。 θ x 对加速过程由动能定理： 对偏转过程由偏转角正切公式： 3.若带电粒子从静止开始，先经电场U1加速又垂直进入板长为L， 板间距为d 的电场U2中 针对练习：如图所示，电子在电压为U1的加速电场中由静止开始加速，然后射入电压为U2的电场中，入射方向跟极板平行。整个装置处在真空中，重力可忽略。在满足电子能射出平行板区域的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角θ变大的是 （ ） A、U1变大 U2变大 B、U1变小 U2变大 C、U1变大 U2变小 D、U1变小 U2变小 B 例题2 如图所示为一真空示波管，电子从灯丝K发出（初速度不计），经灯丝 与A板间的加速电压U1加速，从A板中心孔沿中心线KO射出，然后进入两块平 行金属板M、N形成的偏转电场中（偏转电场可视为匀强电场），电子进入 M、N间电场时的速度与电场方向垂直，电子经过电场后打在荧光屏上的P点． 已知加速电压为U1，M、N两板间的电压为U2，两板间的距离为d，板长为L1， 板右端到荧光屏的距离为L2，电子的质量为m，电荷量为e．求 （1）电子穿过A板时的速度大小； （2）电子从偏转电场射出时的侧移量；（3）P点到O点的距离． 电子枪 偏转电极 - + 荧光屏 Y Y’ X X’ Y Y’ X X’ 产生高速飞行的电子束 使电子沿x方向偏移 使电子沿Y方向偏移 电信号变为光信号 三、示波管的基本原理图 示波管1.swf 示波管2.swf 一、带电粒子的加速 二、带电粒子的偏转 1、动力学角度分析 2、做功和能量的角度分析（动能定理） 1、粒子在与电场垂直的方向上做匀速直线运动 2、粒子在与电场平行的方向上做初速度为零的匀加速运动　 四、课堂小结：谈一谈收获 类平抛运动分析 三、示波器的简单原理 布置作业：同步练习册46页 变式一、二，基础达标1-12 $$