教科版高中物理必修第三册精品课件 第一章 9.带电粒子在电场中的运动.ppt

(3)设电子离开偏转电场时沿电场方向的速度为vy,根据运动学公式得vy=at1,电子离开偏转电场后做匀速直线运动,设电子离开偏转电场后打在荧光屏上所用的时间为t2,电子打到荧光屏上的侧移量为y2,如图所示。粒子在示波管中的运动分三部分:加速电场中匀加速直线运动、偏转电场中类平抛运动、出电场到荧光屏间匀速直线运动。【变式训练2】右图为带等量异种电荷的平行板电容器,现有不同种类的带正电粒子,自电容器左侧的O点平行于极板方向射入,粒子的重力不计,以下说法正确的是()A.若这些粒子的初速度相同,则射入后的轨迹一定相同B.若这些粒子的初动能相同,则射入后的轨迹一定相同C.若这些粒子的比荷相同,则射入后的轨迹一定相同D.若这些粒子的比荷和初速度都相同,则射入后的轨迹一定相同答案:D解析:设两极板间的电场强度为E,板长为L,粒子的质量为m,电荷量为q,进入电场的速度为v0;由以上分析可知,若这些粒子的比荷和初速度都相同,y相同,则射入后的轨迹一定相同,故D正确。课堂小结随堂练习答案:D2.(示波管的原理)(多选)示波管的构造如图所示。如果在荧光屏上P点出现亮斑,那么示波管中的()A.极板X应带正电 B.极板X应带正电C.极板Y应带正电 D.极板Y应带正电答案:AC解析:根据亮斑的位置,电子偏向XY区间,说明电子受到电场力作用发生了偏转,因此极板X、极板Y均应带正电。3.(带电粒子的加速和偏转)下图为示波管工作原理图。现有一质量为m,电荷量为e的电子经加速电场AB加速后进入偏转电场CD,最后打到荧光屏上。已知加速电压为U1,偏转电场电压为U2,板间距为d,板长为L,右侧到荧光屏水平距离为s。求:(1)电子从加速电场射出时的速度大小;(2)电子从偏转电场射出时的偏转距离y;(3)电子打到荧光屏上的侧移距离y。(3)如图所示,根据平抛运动的推论知电子射出偏转电场时速度的反向延长线交于水平位移的中点,由数学知识可得本课结束9.带电粒子在电场中的运动第一章内容索引自主预习新知导学合作探究释疑解惑随堂练习课标定位素养阐释1.会从力和能量角度分析计算带电粒子在电场中的加速问题。2.能够用类平抛运动分析方法研究带电粒子在电场中的偏转问题。3.知道示波管的主要构造和工作原理。能综合运用力学和电学的知识分析、解决带电粒子在电场中的两种典型运动模型,形成科学思维。自主预习新知导学一、带电粒子的加速1.加速原理:受静电力的作用。2.处理方法(2)若加速电场为匀强电场,也可以利用牛顿运动定律进行解答。3.能量转化:电势能减少,动能增加。4.在加速粒子时,极板间的距离影响粒子的最大速度吗?提示:不影响。二、带电粒子在匀强电场中的偏转1.运动形式:曲线运动(类平抛)。2.处理方法:应用牛顿运动定律及运动学知识求解粒子运动情况。3.应用:示波管。(1)加速:上图中K为阴极,A为阳极,分别接在高压电源的负极和正极上,形成加速电场。经灯丝F的加热,阴极释放出电子,电子经电场加速后从阳极中间的小孔飞出。(2)偏转:Y1、Y2和X1、X2是两对垂直放置的偏转电极,分别控制电子束沿竖直方向和水平方向的偏转。4.电子在示波管Y1、Y2电极中的竖直偏移是否会影响在X1、X2电极中的水平偏移?提示:不会,两方向的运动具有独立性,互不影响。【思考讨论】1.判断下列说法的正误。(1)质量很小的粒子如电子、质子等,在电场中受到的重力可忽略不计。()(2)带电粒子(不计重力)在电场中由静止释放时,一定做匀加速直线运动。()(3)动能定理能分析匀强电场中的直线运动问题,不能分析非匀强电场中的直线运动问题。()(4)带电粒子在匀强电场中偏转时,加速度不变,粒子的运动是匀变速曲线运动。()(5)示波管电子枪的作用是产生高速飞行的电子束,偏转电极的作用是使电子束偏转,打在荧光屏不同位置。()√××√√2.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。?3.大量带电粒子,质量不同,电荷量相同,以相同的速度垂直于电场进入并穿过同一个电容器,它们的运动时间相同吗?运动轨迹相同吗?提示:运动时间相同,运动轨迹不相同。由于粒子在水平方向上做匀速直线运动,由l=v0t知运动时间相同。不同粒子在沿初速度方向上运动情况相同,在垂直于初速度方向上运动情况不同,故它们的运动轨迹不同,如图所示。合作探究释疑解惑知识点一带电粒子在电场中的直线运动问题引领1.要想