2018-2019学年人教版选修3-1（课件+课后巩固训练）1-9带电粒子在电场中的运动 (3份打包)

人教版·选修3-1 第9节　带电粒子在电场中的运动 第一章　静电场 1．了解带电粒子在电场中的运动特点。2.能运用静电力、电场强度的概念，根据牛顿运动定律及运动学公式研究带电粒子在电场中的运动。3.能运用静电力做功、电势、电势差、电势能的概念，根据功能关系研究带电粒子在电场中的运动。4.了解示波管的构造和基本原理。 01课前自主学习 一、带电粒子的加速 1．基本粒子的受力特点：对于质量很小的基本粒子，如电子、质子等，虽然它们也会受到万有引力(重力)的作用，但万有引力(重力)一般 静电力，除非题中特别强调需要考虑，一般都可以忽略不计。 远远小于 2．带电粒子加速问题的处理方法 (1)利用动能定理分析。 初速度为零的带电粒子，经过电势差为U的电场加速 后，qU＝ ，则v＝ 。 eq \f(1,2)mv2  eq \r(\f(2qU,m)) (2)在匀强电场中也可利用牛顿运动定律结合运动学公式分析。例如：a＝eq \f(F合,m)＝ ＝ ；v＝v0＋at；x＝v0t＋eq \f(1,2)at2；v2－veq \o\al(2,0)＝2ax等等。 eq \f(qE,m) eq \f(qU,md) 二、带电粒子在匀强电场中的偏转质量为m、带电量为q的基本粒子(忽略重力)，以初速度v0平行于两极板进入匀强电场，极板长为l，板间距离为d，板间电压为U。 1．运动性质 (1)沿初速度方向：速度为 的 运动。 (2)垂直v0的方向上：初速度 ，加速度为a＝eq \f(qU,md)的匀加速直线运动。 v0 匀速直线 为零 2．运动规律 (1)偏移距离：因为t＝eq \f(l,v0)，a＝eq \f(qU,md)，所以偏移距离y＝eq \f(1,2) at2＝ 。 (2)偏转角度：因为vy＝at＝ ，所以tanθ ＝eq \f(vy,v0)＝ 。 eq \f(ql2U,2mv\o\al(2,0)d) eq \f(qUl,mv0d) eq \f(qUl,mdv\o\al(2,0)) 三、示波管的构造、原理 1．构造 示波管是示波器的核心部件，它由 (发射电子的灯丝、加速电极组成)、 (由一对X偏转电极板和一对Y偏转电极板组成)和 组成，管内抽成真空。如图所示。 电子枪 偏转电极 荧光屏 2．原理 (1)扫描电压：XX′偏转电极接入的是由仪器自身产生的锯齿形电压。 (2)灯丝被电源加热后，出现热电子发射，发射出来的电子经加速电场加速后，以很大的速度进入偏转电场，如果在YY′偏转极板上加一个 ，在XX′偏转极板上加一 ，在荧光屏上就会出现按YY′偏转电压规律变化的可视图象。如果信号电压是周期性的，并且扫描电压与信号电压的周期相同，就可以在荧光屏上得到待测信号在一个周期内随时间变化的稳定图象。 信号电压 扫描电压 (1)基本带电粒子在电场中不受重力。(　　) (2)带电粒子仅在电场力作用下运动时，动能一定增加。(　　) (3)带电粒子在匀强电场中偏转时，其速度和加速度均不变。(　　) (4)带电粒子在匀强电场中无论是直线加速还是偏转，均做匀变速运动。(　　) × √ × × 02 课堂合作探究 考点　带电粒子在电场中加速 1．带电粒子在电场中的运动 该问题的研究方法与质点动力学相同，同样遵循运动的合成与分解、力的独立作用原理、牛顿运动定律、动能定理、功能关系等力学规律。解该类问题时，主要有以下两种基本思路： (1)力和运动的关系——牛顿第二定律：根据带电粒子所受的电场力，用牛顿第二定律确定加速度，结合运动学公式确定带电粒子的速度、位移等。这种方法通常适用于粒子在恒力作用下做匀变速直线运动的情况。 (2)功和能的关系——动能定理等：根据电场力对带电粒子所做的功引起带电粒子的能量发生变化，利用动能定理等研究全过程中能量的转化，研究带电粒子的速度变化、经过的位移等。这种方法既适用于匀强电场，也适用于非匀强电场。 2．带电粒子在电场中的运动类型 例1　如图所示，带电平行金属板A、B，板间的电势差为U，A板带正电，B板中央有一小孔。一带正电的微粒，带电量为q，质量为m，自孔的正上方距板高h处自由下落，若微粒恰能落至A、B板的正中央c点，不计空气阻力，则(　　) A．微粒在下落过程中动能逐渐增加，重力势能逐渐减小 B．微粒在下落过程中重力做功为mg