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1、高一物理高一物理10.510.5带电粒子在电场中带电粒子在电场中的运动的运动情境引入带电粒子的加速“放射疗法”将被加速后的电子轰击重金属靶，产生出的放射线用于医学治疗；“质子疗法”先将质子加速到具有较高的能量，再将它引向轰击肿瘤，杀死细胞。问题：电子在加速器中是受到什么力的作用而加速的呢？带电粒子的加速情境问题1+-d质量为m，电量为+q的粒子，在静电力作用下由静止开始从正极板向负极板运动。求（1）带电粒子在电场中受哪些力作用？重力能否忽略不计？（2）带电粒子在电场中做什么性质的运动？（3）求粒子的加速度，以及粒子到达负板极的速度带电粒子的加速情境问题1问题1：带电粒子在电场中受哪些力作用？重
2、力能否忽略不计？静电力、重力。 一般不考虑重力，但是质量不能忽略。问题2：带电粒子在电场中做什么性质的运动？带电粒子做匀加速直线运动物理规律：由加速度和初速度的方向判断运动状态：同向加速；反向减速情境问题1带电粒子的加速问题3：求粒子的加速度，以及粒子到达负板极的速度解法一运用运动学知识求解（只适用于匀强电场）mqUdmdqUadv2222mqUv2解法二运用动能定理求解（适用于匀强和非匀强电场）221mvqU mqUv2带电粒子的加速问题分析思路带电粒子的加速1. 求合力和加速度法一：利用运动学知识求解(只适用于匀强电场)法二：利用动能定理求解(适用于匀强电场和非匀强电场)结论展示利用受力分
3、析求解2. 确定运动状态3. 求末速度带电粒子的加速AB+FU问题1：如何使带电粒子在电场中获得更大的速度？mqUv2情境问题2增加电压U （不能获得足够大的速度，因为电压不能无限增大）多极加速存在减速过程，动能减小，所以不能一直加速。问题2：如图多级平行板连接，能否加速粒子（不计重力）？ABCD+FUUMNU情境问题2带电粒子的加速问题3：加上什么样的电压，可以使带电粒子实现多级加速？多级直线加速器示意图U+F+01234带电粒子的加速情境问题2U+F+01234带电粒子的加速情境问题2多级直线加速器示意图U+F+01234带电粒子的加速情境问题2多级直线加速器示意图U+F+01234带电粒
4、子的加速电压方向不断改变可以使带电粒子实现多级加速。情境问题2多级直线加速器示意图带电粒子的加速概念介绍问题1：带电粒子在金属圆筒里做什么运动？问题2：带电粒子是在哪里被加速的？问题3：加上什么样的电压，可以使带电粒子实现多级加速？做匀速直线运动，由于静电平衡，金属导体内部场强等于0两金属圆筒的间隙中方向周期性改变的交流电压金属圆筒多极加速器带电粒子的加速概念介绍问题5：这些圆筒长度又有什么分布规律呢？因为带电粒子的速度越来越大，但是交流电周期不变，所以在相同时间内经过的位移越来越大圆筒长度越来越长金属圆筒多极加速器问题4：相邻圆筒的间隙中电场强度的方向多久改变一次？每半个周期，电场强度方向左右变化一次若已知电子的质量为m、电子的电荷量为e、电压的绝对值为u、周期为T，电子通过圆筒间隙的时间可以忽略不计。求（1）金属在第n个金属圆筒中的速度为多大？（2）第n个金属圆筒的长度应该是多少？带电粒子的加速情境问题3mneuTvTvtl222mneuvmvneu2212由动能定理得，nl 课堂总结解决带电粒子在电场中的运动的一般方法