《【物理】2023-2024学年高二上人教版（2019）必修第三册 带电粒子在电场中的运动课件.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【物理】2023-2024学年高二上人教版（2019）必修第三册 带电粒子在电场中的运动课件.pptx（20页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、10.5 带电粒子在电场中的运动第十章第十章 静电场中的能量静电场中的能量 带电粒子在匀强电场中仅受带电粒子在匀强电场中仅受电场力的作用时会做什么运动呢电场力的作用时会做什么运动呢？课前思考课前思考3 3、某些带电体（带电微粒）是否考虑重力，要根据题目、某些带电体（带电微粒）是否考虑重力，要根据题目暗示或运动状态来判定暗示或运动状态来判定电场中的带电粒子一般可分为两类：电场中的带电粒子一般可分为两类：1 1、基本带电粒子基本带电粒子：如电子，质子，：如电子，质子，粒子，正负离子等。粒子，正负离子等。这些粒子所受重力和电场力相比很小，一般都不考虑重力，这些粒子所受重力和电场力相比很小，一般都不考
2、虑重力，除非有说明或有明确的暗示。（但并不能忽略质量）。除非有说明或有明确的暗示。（但并不能忽略质量）。2 2、宏观带电体宏观带电体：如带电小球、液滴、尘埃等。一般都要考：如带电小球、液滴、尘埃等。一般都要考虑重力，除非有说明或有明确的暗示。虑重力，除非有说明或有明确的暗示。A AB BU Ud dE E+F Fv v如图，如图，一个质量为一个质量为m m、带正电荷、带正电荷q q的粒子，的粒子，只只在静电力在静电力的作用下由静止开始从正极板的作用下由静止开始从正极板A A向负向负极板极板B B运动。试计算粒子到达负极板时的速度运动。试计算粒子到达负极板时的速度？方法一：动力学观点：方法一：动
3、力学观点：主要用牛顿运动定律和匀变速直线运动的规律主要用牛顿运动定律和匀变速直线运动的规律一、带电粒子的加速一、带电粒子的加速方法二：能量观点：方法二：能量观点：利用动能定理利用动能定理总结：粒子加速后的速度只与总结：粒子加速后的速度只与加速电压加速电压有关。有关。A AB BU Ud dE E+F Fv v思考：思考：若两极板间不是匀强电场，该用何种方法求解？若两极板间不是匀强电场，该用何种方法求解？若粒子的初速度为零若粒子的初速度为零,则则:若粒子的初速度不为零若粒子的初速度不为零,则则:能量观点能量观点动能定理动能定理二、带电粒子的偏转二、带电粒子的偏转-+d dF F+v vv v0
4、0v v0 0y y偏转量偏转量偏转角偏转角例：例：如图所示，一个质量为如图所示，一个质量为m m，电荷量为，电荷量为q q的带电粒子的带电粒子（带电粒子重力不计）以初速度（带电粒子重力不计）以初速度v v0 0垂直射入平行板电垂直射入平行板电容器，平行板长容器，平行板长l l，两板间电压为，两板间电压为U U，板间距为，板间距为d d，求：，求：（1 1）粒子射出两板间时的偏移量）粒子射出两板间时的偏移量y y。（2 2）粒子射出两板时的偏转角）粒子射出两板时的偏转角。由牛顿第二定律由牛顿第二定律得：得：水平方向：水平方向：竖直方向：竖直方向：=联立联立式得：式得：(1)(1)解：解：粒子所
5、受电场力粒子所受电场力=（2 2）解：粒子所受电场力）解：粒子所受电场力竖直方向分速度：竖直方向分速度：联立联立式得：式得：=从右向左看从右向左看1.1.如果在如果在XXXX之间不加电压之间不加电压，在在YYYY之间加不变的电压之间加不变的电压，使使Y Y的电势比的电势比YY高高（即即“Y Y正正，Y Y负负”），电子电子束束将打在将打在荧光屏的什么荧光屏的什么区域区域？试在荧光屏上标出？试在荧光屏上标出。如图是示波管如图是示波管的的原理图，如果原理图，如果在在偏转电极偏转电极XXXX和和YYYY之间之间都没有加都没有加电压，电子电压，电子束束从电子枪射出后沿从电子枪射出后沿直线运动，在直线运
6、动，在荧光屏荧光屏中心产生中心产生一个亮一个亮斑。斑。三、示波管的原理三、示波管的原理2.2.如果在如果在YYYY之间不加电压之间不加电压，在在XXXX之间加不变的电压（之间加不变的电压（X X正正，X X负负），电子电子束束将打在荧光屏的什么将打在荧光屏的什么区域区域？试在荧光屏上标出？试在荧光屏上标出。从右向左看从右向左看三、示波管的原理三、示波管的原理3.3.如果在如果在XXXX之间不加电压之间不加电压，在在YYYY之间加之间加如如图所示的图所示的交变交变电压，电压，在荧光屏上会在荧光屏上会出现出现什么图形什么图形？试在荧光屏上试在荧光屏上标出标出。从右向左看从右向左看三、示波管的原理三
7、、示波管的原理4.4.如果如果YYYY之间的电压如图所示之间的电压如图所示，在在XXXX之间加不变之间加不变的电压（的电压（X X正正，XX负负），在荧光屏上会在荧光屏上会出现出现什么图形什么图形？若？若XXXX的电压是的电压是“X X负负，XX正正”呢呢？试在荧光屏上试在荧光屏上标出标出。从右向左看从右向左看三、示波管的原理三、示波管的原理5.5.如果如果YYYY、XXXX之间的电压之间的电压分别分别如图如图甲甲、乙、乙所示所示，在荧光屏上会在荧光屏上会出现出现什么图什么图形形？从右向左看从右向左看F FE ED DC CB BA AO Ot t1 1t t2 2甲甲 乙乙三、示波管的原理三
8、、示波管的原理1.1.示波器：用来观察电信号随时间变化的电子仪器。示波器：用来观察电信号随时间变化的电子仪器。其核心部其核心部件件是示波管是示波管。2.2.示波管的构造示波管的构造（如图）（如图）：由电子枪、偏转电极和荧光屏组成。由电子枪、偏转电极和荧光屏组成。3.3.原理：利用了电子的惯性小、原理：利用了电子的惯性小、荧光物质的荧光特性和人的视觉暂留等荧光物质的荧光特性和人的视觉暂留等，灵敏灵敏、直观地显示出电信号随直观地显示出电信号随时时间变化的图线间变化的图线。三、示波管的原理三、示波管的原理知识知识梳理梳理1.1.如图，电子在电势差为如图，电子在电势差为U U1 1的加速电场中由静止开
9、始加速，然后射入电的加速电场中由静止开始加速，然后射入电势差为势差为U U2 2的两块平行极板间的电场中，入射方向跟极板平行。整个装置的两块平行极板间的电场中，入射方向跟极板平行。整个装置处在真空中，重力可忽略。在满足电子能射出平行板区的条件下，下述处在真空中，重力可忽略。在满足电子能射出平行板区的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角四种情况中，一定能使电子的偏转角变大的是变大的是 （）A A、U U1 1变大、变大、U U2 2变大变大 B B、U U1 1变小、变小、U U2 2变大变大C C、U U1 1变大、变大、U U2 2变小变小 D D、U U1 1变小、变小、U U2
10、2变小变小B当堂训练当堂训练2.2.如图所示如图所示,初速度为零的初速度为零的粒子和电子在电势差为粒子和电子在电势差为U U1 1的电场中加速后的电场中加速后,垂直进入电势差为垂直进入电势差为U U2 2的偏转电场的偏转电场,在满足电子能射出偏转电场的条件下在满足电子能射出偏转电场的条件下,正确的说法是正确的说法是()A.A.粒子的偏转量大于电子的偏转量粒子的偏转量大于电子的偏转量 B.B.粒子的偏转量小于电子的偏转量粒子的偏转量小于电子的偏转量 C.C.粒子的偏转角大于电子的偏转角粒子的偏转角大于电子的偏转角 D.D.粒子的偏转角等于电子的偏转角粒子的偏转角等于电子的偏转角D DU2U1带电
11、粒子的偏移量由系统决定带电粒子的偏移量由系统决定,而与粒子的质量、电荷量无关而与粒子的质量、电荷量无关当堂训练当堂训练3.3.如图，水平放置的两平行金属板，板长为如图，水平放置的两平行金属板，板长为l l、板间距为、板间距为d d，一束电子以，一束电子以v v0 0的初速度的初速度从两板中央水平射入板间，然后从板间飞出射到距板从两板中央水平射入板间，然后从板间飞出射到距板、宽宽D D 的荧光屏上（荧光屏中的荧光屏上（荧光屏中点在两板中垂线上）。点在两板中垂线上）。电子飞入两板前所经历的加速电场的电压多大？电子飞入两板前所经历的加速电场的电压多大？为了使电子能射至荧光屏上，求图中为了使电子能射至
12、荧光屏上，求图中D D应满足的条件？应满足的条件？为了使电子能射至荧光屏上，求偏转电压为了使电子能射至荧光屏上，求偏转电压U UABAB的范围？的范围？Lv0lD解：解：设加速电压为设加速电压为U1，则，则电子的最大偏移量为电子的最大偏移量为d/2vO得：得：AB电子达到荧光屏边电子达到荧光屏边缘，缘，对应的偏转电压最大。对应的偏转电压最大。当堂训练当堂训练4.4.图甲为示波管的原理图图甲为示波管的原理图。如果在电。如果在电极极YYYY之间所加的电压按图乙所示的之间所加的电压按图乙所示的规律变化规律变化，在电极在电极XXXX之间所加的电之间所加的电压按图丙所示的规律变化压按图丙所示的规律变化，则在荧光则在荧光屏上看到的图形是屏上看到的图形是(B B )当堂训练当堂训练