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

5带电粒子在电场中的运动 情景引入 ——走近粒子加速器 探索微观世界的奥秘 + + + + + + + + _ _ _ _ _ _ _ _ 一、带电粒子的加速 +q m V0 V=？ U U E --加速-- 匀速 匀速 要点研究 用牛顿运动定律分析 用动能定理分析 1. 带电粒子在电场中的加速 加速电压 - 1、受力分析: 水平向右的电场力 F＝qE=qU/d 2、运动分析: 初速度为零，加速度为a=qU/md的向右匀加速直线运动。 解法一　运用运动学知识求解 解法二　运用动能定理知识求解 粒子加速后的速度只与加速电压有关 q U m + _ 带电粒子的加速 d 1、带电粒子，如电子，质子，正负离子等。这些粒子所受重力和电场力相比 ，除非有说明或明确的暗示以外，一般都不考虑重力。 (但并不能忽略量）。 1、处理带电粒子在电场中的加速运动的问题的方法一般是 和 。 小结一 一：带电粒子受力特点 小得多 2、带电微粒，如液滴、油滴、尘埃、小球等，处理问题时重力不能忽略。 二：带电粒子的加速 牛顿第二定律 动能定理 例1　如图所示，M和N是匀强电场中的两个等势面，相距为d，电势差为U，一质量为m(不计重力)、电荷量为－q的粒子，以速度v0通过等势面M射入两等势面之间，则该粒子穿过等势面N的速度应是(　　) 即时分析 C + 二. 带电粒子在电场中的偏转 - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + + d U v0 q、m l - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - q、m - - - - - - - - - - - - - + 二. 带电粒子在电场中的偏转 + + + + + + + + + + + + d U v0 l F + y v0 vy θ 侧移 偏转角 试根据类平抛运动的知识，推导偏移量 y和偏转角θ 小结二 1、带电粒子以初速度垂ｖ０直于电场方向飞入匀强电场的问题就是一个　　　 的问题。粒子在与电场垂直的方向上做　　　　 ， 粒子在与电场平行的方向做　　　　　　　。 类平抛运动 匀速直线运动 初速为零的匀加速运动 v0 + + + + + + 1.受力分析：粒子受到竖直向下的静电力F ＝qE = qU/d。 2.运动规律分析:作类平抛运动。 x方向：匀速直线运动 Y方向：加速度为 的匀加速直线运动。 4. y方向 5、离开电场时的偏转角的正切： 3. x方向 例2　一束电子流在经U＝5000 V的加速电压加速后，在距两极板等距离处垂直进入平行板间的匀强电场，如图所示。若两板间距d＝1.0 cm，板长l＝5.0 cm，那么要使电子能从平行板间飞出，两个极板上最多能加多大电压？ 实践提升 加速过程，由动能定理得: ① 进入偏转电场，电子在平行于板面的方向上做匀速运动，: l＝v0t ② 即要使电子能飞出，所加电压最大为 400 V 。 在垂直于板面的方向做匀加速直线运动，加速度: ③ 偏转距离: ④ 能飞出的条件为: ⑤ 联立①～⑤式解得: 规 范 解 答 例3　在上述题目中，若偏转电压为400V，光屏距离极板末端L=5cm,粒子打在光屏上距离O点多远处？ 实践提升 O' O Y L 课堂小结： 了解带电粒子在电场中的受力特点。 能从动力学角度和能量角度分析计算带电粒子在电场中的加速问题。 能用类平抛运动的分析方法研究带电粒子在电场中的偏转问题。 每达成一个目标，请在前面方框中打勾，若还有疑问请将问题写在下方。 课后作业： 一、 完成课后第一题、第五题。 二、 结合课本39页示波管原理图，说一说示波管的结构，及每个部位的作用。 Lavf57.62.100 Lavf57.62.100 $$