10.5.1 带电粒子在电场中的运动-【飞黄腾达】2024-2025学年高二物理同步精品备课（人教版2019必修第三册）

第十章 静电场中的能量 第五节 带电粒子在电场中的运动 知行合一 格物致知 知行合一 格物致知 FGPHYSICS FEIGEWULI 粒子被加速器加速后，可用于放射治疗 合肥离子医学中心为国内首个引进瓦里安质子治疗系统的放疗中心 先将质子加速到具有较高的能量，再将它引向轰击肿瘤，杀死细胞； “质子疗法” 将被加速后的电子轰击重金属靶，产生出的放射线用于医学治疗。 “放射疗法” 知识回顾 知行合一 格物致知 知行合一 格物致知 FGPHYSICS FEIGEWULI 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？ A B U d E F v + 可以用哪种解决思路呢？ ①动力学 ②能量 做一做 知行合一 格物致知 知行合一 格物致知 FGPHYSICS FEIGEWULI 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？ A B U d E v + ①动力学 由牛顿运动定律和匀变速直线运动的规律： 做一做 知行合一 格物致知 知行合一 格物致知 FGPHYSICS FEIGEWULI 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？ ②能量 由动能定理： A B U d E v + 做一做 知行合一 格物致知 知行合一 格物致知 FGPHYSICS FEIGEWULI 带电粒子在电场中的运动 带电粒子在电场中的加速 A B U d E F v + 动力学 能量 加速电压，决定加速阶段的末速度 知识梳理 知行合一 格物致知 知行合一 格物致知 FGPHYSICS FEIGEWULI A 例题讲解 知行合一 格物致知 知行合一 格物致知 FGPHYSICS FEIGEWULI 例题讲解 知行合一 格物致知 知行合一 格物致知 FGPHYSICS FEIGEWULI 课本例题. 如图甲，某装置由多个横截面积相同的金属圆筒依次排列，其中心轴线在同一直线上，圆筒的长度依照一定的规律依次增加。序号为奇数的圆筒和交变电源的一个极相连，序号为偶数的圆筒和该电源的另一个极相连。交变电源两极间电势差的变化规律如图乙所示。在t＝0时，奇数圆筒相对偶数圆筒的电势差为正值，此时位于和偶数圆筒相连的金属圆板（序号为0）中央的一个电子，在圆板和圆筒1之间的电场中由静止开始加速，沿中心轴线冲进圆筒1，为使电子运动到圆筒与圆筒之间各个间隙中都能恰好使静电力的方向跟运动方向相同而不断加速，圆筒长度的设计必须遵照一定的规律。若已知电子的质量为m，电子电荷量为e，电压的绝对值为u，周期为T，电子通过圆筒间隙的时间可以忽略不计。则金属圆筒的长度和它的序号之间有什么定量关系？第n个金属圆筒的长度应该是多少？ 例题讲解 知行合一 格物致知 知行合一 格物致知 FGPHYSICS FEIGEWULI 课本例题. 解： 设电子进入第n个圆筒后的速度为v，根据动能定理有： 得 第n个圆筒的长度为： 圆筒的长度跟圆筒序号的平方根 成正比，第n个圆筒的长度是 例题讲解 知行合一 格物致知 知行合一 格物致知 FGPHYSICS FEIGEWULI 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： 垂直于电场方向：匀速直线运动 沿电场方向：初速度为零的匀加速直线运动 U L + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - d v0 q、m + 做一做 知行合一 格物致知 知行合一 格物致知 FGPHYSICS FEIGEWULI y 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 飞行时间： 加速度： 偏移距离： 做一做 知行合一 格物致知 知行合一 格物致知 FGPHYSICS FEIGEWULI vy v θ v0 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 飞行时间： 加速度： 竖直分速度： 速度偏转角： 做一做 知行合一 格物致知 知行合一 格物致知 FGPHYSICS FEIGEWULI 带电粒子在电场中的运动 带电粒子在电场中的偏转 飞行时间： 加速度： 偏移距离： 竖直分速度： 速度偏转角： 知识梳理 知行合一 格物致知 知行合一 格物致知 FGPHYSICS FEIGEWULI 带电粒子在电场中的运动 带电粒子在电场中的偏转 规律总结： 当偏转电场的U、L、d 一定： ①初速度v0相同，只要比荷相同，则偏移量y和速度偏转角θ都相同 比荷： ②初动能Ek0相同，只要q相同，则偏移量y和速度偏转角θ都相同 知识梳理 知行合一 格物致知 知行合一 格物致知 FGPHYSICS FEIGEWULI C 例题讲解 知行合一 格物致知 知行合一 格物致知 FGPHYSICS FEIGEWULI 例题讲解 知行合一 格物致知 知行合一 格物致知 FGPHYSICS FEIGEWULI ABC 知识演练 知行合一 格物致知 知行合一 格物致知 FGPHYSICS FEIGEWULI 知识演练 知行合一 格物致知 知行合一 格物致知 FGPHYSICS FEIGEWULI 带电粒子先在加速电场U1中加速，然后偏转电场U2中偏转，请求出：①偏移量y ②速度偏转角正切值tanθ U1 U2 L d q y v θ ①在加速电场中： ②在偏转电场中： 解得： 做一做 知行合一 格物致知 知行合一 格物致知 FGPHYSICS FEIGEWULI 例题讲解 知行合一 格物致知 知行合一 格物致知 FGPHYSICS FEIGEWULI 例题讲解 知行合一 格物致知 知行合一 格物致知 FGPHYSICS FEIGEWULI 小结 知行合一 格物致知 知行合一 格物致知 FGPHYSICS FEIGEWULI ——FEIGE物理 知行合一 格物致知 知行合一 格物致知 FGPHYSICS FEIGEWULI 知行合一 格物致知 知行合一 格物致知 FGPHYSICS FEIGEWULI $$