《高中物理 第1章 第9节 带电离子在电场中的运动课件 新人教版选修3-1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理 第1章 第9节 带电离子在电场中的运动课件 新人教版选修3-1（31页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、该课件由【语文公社】 第 9节 带电粒子在电场中的运动 该课件由【语文公社】 目标篇 预习篇 考点篇 栏目链接 学 习 目 标 1 能 应用静电力、电场强度等概念研究带电粒子在电场中运动时的加速度、速度和位移等物理量的变化 2 能应用静电力做功、电势、电势差、等势面等概念研究带电粒子在电场中运动时的能量转化 3 了解示波管的工作原理 ， 体会静电场知识对科学 技术的影响 该课件由【语文公社】 知识点一 带电粒子在电场中的加速运动 1 用运动状态分析：带电粒子沿电场线平行的方向进入匀强电场 ， 受到的电场力与运动方向在同一直 线上，做匀加 ( 减 ) 速直线运动 2 用功能观点分析：粒子动能的变
2、化量等于电场力做的功 ( 电场可以是匀 强电场或非匀强电场 ) 若粒子的初速度为零 ， 则：12m v 2 若粒子的初速度不为零 ， 则：12m 2m v 该课件由【语文公社】 目标篇 预习篇 考点篇 栏目链接 例 1 如图所示 ， 水平放置的平行板电容器相距 h ， 上极板 A 带正电 ， 下极板 B 带等量的负电现有质量为 m ， 带电量为 q 的小球从B 板下方 H 处以初速度 板小孔进入板间电场 ， 欲使小球刚 好打到 A 板 ， 求 A 、 B 间电势差？ 该课件由【语文公社】 目标篇 预习篇 考点篇 栏目链接 分析： 如图 ， 平行板电容器上极板 A 带正电 ， 下极板 B 带负电
3、 ，电场方向向下质量为 m ， 带电量为 q 的小球从 B 板进入电场后受到重力和电场力 ， 电场力方向向下 ， 对小球做负功 ， 小球刚好打到A 板时 ， 速度恰好为零 ， 电场力做功为 整个过程中重力 做功为 m g (H h) 根据动能定理求解电势差 解析： 由题 ， 小球刚好打到 A 板时 ， 速度恰好为零 ， 根据动能定理 ， 对整个过程进行研究得 m g (H h) 2m 解得： m 2 m g （ H h ）2q. 该课件由【语文公社】 目标篇 预习篇 考点篇 栏目链接 答案： U m 2 m g （ H h ）2本题 涉及两个过程 ，采用全程法运用动能定理研究，比较简洁，也可以
4、分段研究，或运用牛顿定律和运动学公式结合研究 该课件由【语文公社】 目标篇 预习篇 考点篇 栏目链接 变式训练 1 如图所示 ， P 和 Q 为两平行金属板 ， 板间电压为 U ， 在 P 板附近有一电子由静止开始向 Q 板运动关于电子到达 Q 板时的速率 ，下列说法正确的是 ( C ) A 两板间距离越大 ， 加速时间越长 ， 获得的速率就越大 B 两板间距离越小 ， 加速度越大 ， 获得的速率就越大 C 与两板间距离无关 ， 仅与加速 电压 U 有关 D 以上说法都不正确 该课件由【语文公社】 目标篇 预习篇 考点篇 栏目链接 分析： 粒子运动过程只有电场力做功 ， 根据动能定理列出末动能
5、与电场力做功的关系 ， 判断末速度的大小 解析： 粒子运动过程只有电场力做功 ， 根据动能定理： 12m A 两板间距离越大 ， 场强 E 加速时间越长 ， 因为加速电压不变 ， 所以最后的末速度大小不变 ， 故 A 错误 B. 两板间距离越小 ， 场强 E 加速度越 大 ，因为加速电压不变，所以最后 的末速度大小不变，故 B 错误 C. 根据动能定理： 12m 虽然极板间距发生变化 ， 但是电压不变 ， 所以最后的末速度大小不变 ， 故 C 正确 ， 故选 C. 点评： 电场力做功仅与加速的电压高低有关 ， 当极板间的间距发生变化时要首先判断极板间的电压是否发生变化 该课件由【语文公社】 知
6、识点二 带电粒子在电场中的偏转 目标篇 预习篇 考点篇 栏目链接 1 运动状态分析：带电粒子以速度 受到恒定的与初速度方向成 90 角的电场力作用而做匀变速 曲线运动 2 偏转问题的分析处理方法类似于平抛运动的分 析处理 ， 应用运动的合成和分解的知识 沿初速度方向为匀速直线运动 ， 运动时间： t 沿电场力方向初速度为零的匀加速直线运动： 该课件由【语文公社】 目标篇 预习篇 考点篇 栏目链接 沿电场力方向初速度为零的匀加速直线运动： a Fm 离开电场时的偏移量： y 12 离开电场时的偏转角： ta n m 3 对粒子偏 转角的讨论 如下图所示 ， 设带电粒子质量为 m 、带电荷量为 q
7、 ， 以速度 偏转电压为 该课件由【语文公社】 目标篇 预习篇 考点篇 栏目链接 若粒子飞出电场时偏转角为 ， 则 t a n 式中 代入得 t a n (1 ) 若不同的带电粒子是从静止经过同一加速电压 则由动能定理有 2m 该课件由【语文公社】 目标篇 预习篇 考点篇 栏目链接 由 式得： t a n 由 式可知 ， 粒子的偏转角与粒子 q 、 m 无关 ， 仅决定于加速电场和偏转电场即不同的带电粒子从静止经过同一电场加 速后进入同一偏转电场，它们在电场中的偏转角度总是相同的 (2 ) 粒子从偏转电场中射出时偏移量 y 122作粒子速度的反向延长线 ， 设交于 O 点 ， O 点与电场边缘
8、的距离为 x ，则 x n dm 由 式可知 ， 粒子从偏转电场中射出时 ， 就好像是从极板间的 该课件由【语文公社】 目标篇 预习篇 考点篇 栏目链接 4 先加速后偏转 若带电粒子先经加速电场 ( 电压 U 加 ) 加速 ， 又进入偏转电场 ( 电压U 偏 ) ， 射出偏转电场时侧移 y 12 dm U 偏 ；偏转角 t a n U 偏 d. 由以上分析可知：不同的带电粒子 ( 电性相同 ) ， 若经同一电场加速后 ， 又进入同一偏转电场 ， 则它们的运动轨迹必定重合 该课件由【语文公社】 目标篇 预习篇 考点篇 栏目链接 例 2 一束电子流在经 U 5 0 0 0 V 的加速电压加速后 ，
9、 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 ， 若两板间距离 d 1 .0 板长 l 5 .0 那么 ， 要使电子能从平行板间飞出 ，两个极板上最大能加多大电压？ 该课件由【语文公社】 目标篇 预习篇 考点篇 栏目链接 解析： 加速过程中 ， 由动能定理得 12m 进入偏转电场 ， 电子在平行于板面的方向上做匀速运动 l 在垂直于板面的方向做匀加速直线运动 ， 加速度 a Fm 偏距 y 12 能飞出的条件为 y 解 式得 U 2 U 2 5 0 0 0 （ 1 . 0 10 2）2（ 5 . 0 10 2）2V 4. 0 102V . 即要使电子能飞出 ， 所加电压最大为
10、4 0 0 V. 答案： 4 00 V 该课件由【语文公社】 目标篇 预习篇 考点篇 栏目链接 点评： 此类问题为类平抛运动的问题 ， 要运用解决曲线运动的方法即运用运动的合成与分解的观点 ， 解决较复杂的曲线运动解决这类问题的关键是要分析好受力 ， 弄清两个分运动的性质 ，再根据运动的等时性、独立性和运动学规律列方程求解 该课件由【语文公社】 目标篇 预习篇 考点篇 栏目链接 变式训练 2 如图所示 ， 一束带电粒子 ( 不计重力 ) ， 垂直电场线方向进入偏转电场 ， 试讨论在以下情况中 ， 粒子应具备什么条件 ， 才能得到相同的偏转距离 y 和偏转角度 . (U 、 d 、 l 保持不变
11、 ) (1 ) 进入偏转电场的速度相同 ； (2 ) 进入偏转电场的动能相同； (3 ) 先由同一加速电场加速后 ， 再进入偏转电场 该课件由【语文公社】 目标篇 预习篇 考点篇 栏目链接 解析： 带电粒子在水平方向运动： l 在竖直方向运动： y 12 vy 由 得： y 12qU 由 得： t a n qU (1 ) 因为 ， 当 y 、 t a n 也相同； 该课件由【语文公社】 目标篇 预习篇 考点篇 栏目链接 (2 ) 因为12m 当 q 相同时 ， 则 y 、 t a n 也相同； (3 ) 设加速电场的电压为 U ， 由 12m 有 y d， t a n d， 与粒子无关 答案： (1 )( 2 ) q 相同 ( 3 ) 经过同一加速电场加速 ， 再垂直进入同一偏转电场 ， 与粒子无关 该课件由【语文公社】 目标篇 预习篇 考点篇 栏目链接 知识点三 示波器原理 1 示波管构造 示波器的核心部件是示波管 ， 示波管的原理图如下图所示 ， 也可将示波管的结构大致分为三部分：电子枪、偏转电极和荧光屏 该课件由【语文公社】 目标
