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

3.如图所示,在点电荷+Q激发的电场中有A、B两点,将质子和α粒子分别从A点由静止释放到达B点时,它们的速度大小之比为多少?本课结束3.示波管的工作原理:利用电场使带电粒子偏转,在技术上有很多应用。以前示波器中的显示仪器——示波管就是利用电场来控制电子束的路径,从而可以把信号显示在屏幕上。如图所示为示波管的原理图,其中K为阴极,A为阳极,它们分别接在高压电源的负极和正极上,中间构成加速电场。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,若没有其他作用,它们都将打到右侧荧光屏的中央O点,从而形成一个亮斑。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,从而电子束有可能打到荧光屏的各个位置。【问题思考】当示波管的偏转电极没有加电压时,电子束将打在荧光屏什么位置?提示偏转电极不加电压,电子束沿直线运动、打在荧光屏中心,形成一个亮斑。易错辨析判一判(1)带电粒子在匀强电场中一定做匀变速运动。()(2)当带电粒子的速度方向和静电力方向垂直时,带电粒子才做曲线运动。()(3)带电粒子的偏转问题可用运动的合成和分解的方法解决。()(4)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。()√×提示当带电粒子只受静电力作用,且带电粒子的速度方向和静电力方向不在同一直线上时,带电粒子才做曲线运动。√√合格考试练一练(2022吉林延边一模)一种电荷控制式喷墨打印机的打印头的结构简图如图所示,其中墨盒可以喷出极小的墨汁微粒,此微粒经过带电室后以一定的初速度垂直射入偏转电场,再经偏转电场后打到纸上,显示出字符。为了使打在纸上的字迹扩大,下列措施可行的是()A.增大墨汁微粒所带的电荷量B.增大墨汁微粒的质量C.减小极板的长度D.减小极板间的电压答案A解析使打在纸上的字迹扩大,实质是指速度偏向角θ增大,墨汁微粒以一定的初速度垂直射入偏转电场做类平抛运动,水平方向有L=v0t,竖直方向有时,tanθ增大,字迹扩大,A正确;增大墨汁微粒的质量,或减小极板间的电压,或减小极板的长度时,tanθ减小,字迹缩小,B、C、D错误。重难探究?能力素养全提升探究一带电粒子的加速情境探究在真空中有一对平行金属板,由于接上电池组而带电,两板间电势差为U。一个质量为m、带正电荷q的粒子,以初速度v0从正极板附近向负极板运动。试结合上述情境讨论:(1)怎样计算它到达负极板时的速度?(2)若粒子带的是负电荷(初速度为v0),将做匀减速直线运动,如果能到达负极板,其速度如何?(3)上述问题中,两块金属板是平行的,两板间的电场是匀强电场,如果两金属板是其他形状,中间的电场不再均匀,上面的结果是否仍然适用?为什么?(3)结果仍然适用。因为不管是否为匀强电场,静电力做功都可以用W=qU计算,动能定理仍然适用。知识归纳1.带电粒子的分类及受力特点(1)电子、质子、α粒子、离子等粒子,一般都不考虑重力。(2)质量较大的微粒,如带电小球、带电油滴、带电颗粒等,除有说明或有明确的暗示外,处理问题时一般都不能忽略重力。2.带电粒子在电场中做直线运动问题的分析方法应用体验典例1如图所示,在P板附近有一电子由静止开始向Q板运动。已知两板间电势差为U,板间距为d,电子质量为m,电荷量为e。关于电子在两板间的运动情况,下列叙述正确的是()A.若将板间距d增大一倍,则电子到达Q板的速率保持不变B.若将板间距d增大一倍,则电子到达Q板的速率也增大一倍C.若将两板间电势差U增大一倍,则电子到达Q板的时间保持不变D.若将两板间电势差U增大一倍,则电子到达Q板的时间减为原来的一半答案A探究二带电粒子的偏转情境探究如图所示,质量为m、电荷量为q的粒子以初速度v0垂直于电场方向射入两极板间,两极板间存在方向竖直向下的匀强电场,已知板长为l,板间电压为U,板间距为d,不计粒子的重力。试结合上述情境讨论:(1)怎样求带电粒子在电场中运动的时间t?(2)粒子加速度大小是多少?方向如何?(3)怎样求粒子射出电场时在静电力方向上的偏转距离?(4)求粒子离开电场时垂直电场方向和沿电场方向的速度。(5)求合速度与初速度方向的夹角θ的正切值。(6)求粒子合位移与初速度方向的夹角α的正切值。知识归纳1.带电粒子在匀强电场中的偏转(1)条件分析:不计重力的带电粒子以垂直于电场线方向飞入匀强电场。(2)运动特点:类平抛运动。(3)处理方法:利用运动的合成与分解。2.带电粒子在匀强电场中的类平抛偏转的基本规律设粒子电荷量为q、质量为