10.5 带电粒子在电场中的运动 课件 -2024-2025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 让课堂绽放魅力·同课异构 在现代科学实验和技术设备中，常常利用电场来控制或改变带电粒子的运动。今天我们来研究带电粒子在电场中的运动。 让课堂绽放魅力·同课异构 主要探究最简单的两种形式： 一、带电粒子在电场中加速； 二、带电粒子在电场中偏转. 让课堂绽放魅力·同课异构 (1)基本粒子：如电子、质子、α粒子、离子等一般都不考虑重力，在题目中除了有说明或有明确的暗示以外。(但并不是忽略质量)． 一.带电粒子的重力 让课堂绽放魅力·同课异构 (1)基本粒子：如电子、质子、α粒子、离子等一般都不考虑重力，在题目中除了有说明或有明确的暗示以外。(但并不忽略质量)． (2)带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，一般都要考虑重力，在题目中除有说明或有明确的暗示以外。 一.带电粒子的重力 让课堂绽放魅力·同课异构 一、探究：带电粒子在电场中加速； 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以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？设电子刚刚离开金属丝时的速度为0。（电子的质量m=0.9×10-30kg，电荷量e=1.6×10-19c) 让课堂绽放魅力·同课异构 深入探究：如何使带电粒子加速到更大的速度呢？甚至加到接近光速？ 1.增大电压；2.多级加速. 让课堂绽放魅力·同课异构 美国斯坦福直线加速器 让课堂绽放魅力·同课异构 8 让课堂绽放魅力·同课异构 让课堂绽放魅力·同课异构 实验：带电粒子在电场中偏转 让课堂绽放魅力·同课异构 实验：带电粒子在电场中偏转 让课堂绽放魅力·同课异构 实验：带电粒子在电场中偏转 让课堂绽放魅力·同课异构 实验：带电粒子在电场中偏转 让课堂绽放魅力·同课异构 猜想：带电粒子的侧向位移与偏转电压有什么样的关系？ 侧向位移 让课堂绽放魅力·同课异构 分组实验：探究带电粒子在荧光屏上的侧向位移与偏转电压的关系 实验次数 1 2 3 Y输入电压 1.5v 3.0v 4.5v 荧光屏偏转位移Y（格数） 第一次将一节电池的1.5v电压输入示波器的Y输入端，第二次将两节电池的串联电压3.0v输入，第三次是三节，分别读出亮斑在竖直方向移动的距离（格数），计入表格中。 让课堂绽放魅力·同课异构 探究结论： 带电粒子侧向位移与偏转电压成正比 让课堂绽放魅力·同课异构 二、探究: 为什么带电粒子的侧向位移与偏转电压成正比 图所示，电子以初速度v0垂直于电场线射入匀强电场中： 1.带电粒子在匀强电场中做什么运动？ 2.这种运动的研究方法是什么? 让课堂绽放魅力·同课异构 例题2.如图所示，设电荷带电荷量为+q，初速为v0，垂直电场方向，平行板长为L，两板间距为d，两平行板间电压为U，试求粒子在射出电场时的侧向位移y和速度偏转角θ（tanθ)。 让课堂绽放魅力·同课异构 例题3.若初速为0的带电粒子先在电场的电势差U1下加速，然后垂直于进入电压为U2的电场，已知带电粒子质量为m，电荷量为q，偏转电场平行板长为L，两板间距为d ，试求最后打在屏上的位置与中心O的距离Y。 让课堂绽放魅力·同课异构 侧向位移 速度偏转角 θ U2 让课堂绽放魅力·同课异构 侧向位移 速度偏转角 由上式得 又 Y=y+L2tanθ θ U2 让课堂绽放魅力·同课异构 带电粒子在屏上的侧向位移与偏转电压是怎样的关系？ 带电粒子在屏上的侧向位移与偏转电压成正比 让课堂绽放魅力·同课异构 示波器的结构 让课堂绽放魅力·同课异构 电子显微镜 应用 老式电视机的高压包 让课堂绽放魅力·同课异构 25 静电喷涂 静电分选 让课堂绽放魅力·同课异构 26 静电除尘 让课堂绽放魅力·同课异构 $$