高中物理 第1章 靜電場(chǎng) 9 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課件 新人教版選修3-1.ppt

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成才之路 物理,路漫漫其修遠(yuǎn)兮 吾將上下而求索,人教版 選修3-1,靜電場(chǎng),第一章,9 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),第一章,帶電粒子在電場(chǎng)中受靜電力作用，我們可以利用電場(chǎng)來(lái)控制粒子，使它加速或偏轉(zhuǎn)。如圖所示是示波器的核心部件——示波管。 這一節(jié)我們來(lái)探究帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。,帶電粒子的加速,1.基本粒子的受力特點(diǎn) 對(duì)于質(zhì)量很小的基本粒子，如電子、質(zhì)子等，雖然它們也會(huì)受到萬(wàn)有引力(重力)的作用，但萬(wàn)有引力(重力)一般__________靜電力，可以__________。,遠(yuǎn)小于,忽略,2．帶電粒子的加速 如圖所示，質(zhì)量為m，帶正電荷q的粒子，在靜電力作用下由靜止開(kāi)始從正極板向負(fù)極板運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中：,,qU,帶電粒子的偏轉(zhuǎn),1.進(jìn)入電場(chǎng)的方式 以初速度v0垂直于電場(chǎng)線方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)。 2．受力特點(diǎn) 電場(chǎng)力大小______，且方向與初速度v0的方向_______。 3．運(yùn)動(dòng)特點(diǎn) 做____________運(yùn)動(dòng)，與力學(xué)中的__________類似。,恒定,垂直,勻變速曲線,拋體運(yùn)動(dòng),4．運(yùn)動(dòng)規(guī)律(如圖所示),1.主要構(gòu)造 示波器的核心部件是示波管，主要由_______、_________和__________屏組成。如圖所示。,示波管的原理,電子槍,偏轉(zhuǎn)電極,熒光,①電子槍：發(fā)射并加速________。 ②偏轉(zhuǎn)電極：YY′使電子束________偏轉(zhuǎn)(加信號(hào)電壓)；XX′使電子沿_______偏轉(zhuǎn)(加掃描電壓)。 ③熒光屏：電子束打在熒光屏上能使該處的熒光物質(zhì)發(fā)光。 2．基本原理 示波器的工作原理是利用電子在電場(chǎng)中的加速和偏轉(zhuǎn)。,電子,沿Y向,X向,一、帶電粒子在電場(chǎng)中的加速 1．帶電粒子的分類 (1)基本粒子：如電子、質(zhì)子、α粒子、離子等，除有說(shuō)明或有明確的暗示以外，此類粒子一般不考慮重力(但并不忽略質(zhì)量)。 (2)帶電微粒：如液滴、油滴、塵埃、小球等，除有說(shuō)明或有明確的暗示以外，一般都不能忽略重力。,2．處理帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的兩種基本思路,[特別提醒](1)對(duì)帶電粒子進(jìn)行受力分析，運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)分析和力做功情況分析是選擇規(guī)律解題的關(guān)鍵。 (2)選擇解題的方法是優(yōu)先從功能關(guān)系的角度考慮，應(yīng)用功能關(guān)系列式簡(jiǎn)單、方便，不易出錯(cuò)。,如圖所示，真空中有一對(duì)平行金屬板，間距為d，接在電壓為U的電源上，質(zhì)量為m、電荷量為q的正電荷穿過(guò)正極板上的小孔以v0進(jìn)入電場(chǎng)，到達(dá)負(fù)極板時(shí)從負(fù)極板上正對(duì)的小孔穿出。不計(jì)重力，則正電荷穿出時(shí)的速度v＝________。,,二、帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn) 以初速度v0垂直場(chǎng)強(qiáng)方向射入勻強(qiáng)電場(chǎng)中的帶電粒子，受恒定電場(chǎng)力作用，做類似平拋的勻變速曲線運(yùn)動(dòng)(如圖)。,,[特別提醒](1)對(duì)帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)問(wèn)題也可以選擇動(dòng)能定理求解，但只能求出速度大小，不能求出速度方向，涉及方向問(wèn)題，必須采用把運(yùn)動(dòng)分解的方法。 (2)讓不同的粒子以相同的速度進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，由于軌跡不同，可以把不同的粒子分離開(kāi)。,(吉林一中2014～2015學(xué)年高二上學(xué)期檢測(cè))噴墨打印機(jī)的簡(jiǎn)化模型如圖所示，重力可忽略的墨汁微滴，經(jīng)帶電室?guī)ж?fù)電后，以速度v垂直勻強(qiáng)電場(chǎng)飛入極板間，最終打在紙上，則微滴在極板間電場(chǎng)中( ) A．向負(fù)極板偏轉(zhuǎn) B．電勢(shì)能逐漸增大 C．運(yùn)動(dòng)軌跡是拋物線 D．運(yùn)動(dòng)軌跡與帶電量無(wú)關(guān) 答案：C,,解析：墨汁微粒帶負(fù)電，將向正極板偏轉(zhuǎn)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；電場(chǎng)力對(duì)微滴做正功，電勢(shì)能將減小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；微滴在垂直電場(chǎng)方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在電場(chǎng)方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，其軌跡為拋物線，選項(xiàng)C正確；電量不同，其加速度不同，運(yùn)動(dòng)軌跡不同，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。,如圖所示，電子由靜止開(kāi)始從M板向N板運(yùn)動(dòng)，當(dāng)?shù)竭_(dá)N板時(shí)的速度為v，保持兩板間的電壓不變，則( ) A．當(dāng)增大兩板間距離時(shí)，v增大 B．當(dāng)減小兩板間距離時(shí)，v增大 C．當(dāng)改變兩板間距離時(shí)，v不變 D．當(dāng)增大兩板間距離時(shí)，電子在兩板間的時(shí)間變長(zhǎng),帶電粒子在電場(chǎng)中的加速,,答案：CD,如圖所示，A、B兩導(dǎo)體板平行放置，在t＝0時(shí)將電子從A板附近由靜止釋放(電子的重力忽略不計(jì))。分別在A、B兩板間加四種電壓，它們的UAB－t圖線如下列四圖所示。能使電子到達(dá)B板的是( ) 答案：ACD,,,解析：在A選項(xiàng)所加電壓下，電子將一直向B加速；在C選項(xiàng)所加電壓下，電子也一直向B板運(yùn)動(dòng)，是先加速再減速至0，再加速再減速至0 ，一直向B板運(yùn)動(dòng)；D選項(xiàng)和C選項(xiàng)一樣，只不過(guò)電子的加速度發(fā)生變化；只有在B選項(xiàng)所加電壓下，電子先向B板加速再減速，再向A板加速再減速至初始位置，且速度變?yōu)?，如此在AB間運(yùn)動(dòng)。,(海南省海南中學(xué)2013～2014學(xué)年高二上學(xué)期期中)如圖所示，電荷量為－e、質(zhì)量為m的電子經(jīng)電壓U1的電場(chǎng)加速，從兩極板中點(diǎn)進(jìn)入平行板電容器中，電子剛進(jìn)入兩極板時(shí)的速度跟電場(chǎng)線方向垂直。兩極板間的電勢(shì)差為U2，兩極板長(zhǎng)為L(zhǎng)1，間距為d。電子離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，打在距極板為L(zhǎng)2的熒光屏上的P點(diǎn)。求：,帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn),(1)電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的初速度v0； (2)電子飛出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)沿電場(chǎng)線的偏移量y； (3)P點(diǎn)偏離熒光屏中央O的距離Y。,,(山東師大附中2014～2015學(xué)年高二上學(xué)期檢測(cè))如圖，場(chǎng)強(qiáng)大小為E、方向豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中有一矩形區(qū)域abcd，水平邊ab長(zhǎng)為s，豎直邊ad長(zhǎng)為h。質(zhì)量均為m、帶電量分別為＋q和－q的兩粒子，由a、c兩點(diǎn)先后沿ab和cd方向以速率v0進(jìn)入矩形區(qū)(兩粒子不同時(shí)出現(xiàn)在電場(chǎng)中)。不計(jì)重力，若兩粒子軌跡恰好相切，則v0等于( ),答案：B,一臺(tái)正常工作的示波管，突然發(fā)現(xiàn)熒光屏上畫面的高度縮小(如圖)，則產(chǎn)生故障的原因可能是( ) A．加速電壓突然變大 B．加速電壓突然變小 C．偏轉(zhuǎn)電壓突然變大 D．偏轉(zhuǎn)電壓突然變小,對(duì)示波管工作原理的理解,,答案：AD,(廣西桂林十八中2014～2015學(xué)年高二上學(xué)期檢測(cè))示波管是示波器的核心部件，它由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成，如圖所示。如果在熒光屏上P點(diǎn)出現(xiàn)亮斑，那么示波管中的( ),,A．極板X應(yīng)帶正電 B．極板X′應(yīng)帶正電 C．極板Y應(yīng)帶正電 D．極板Y′應(yīng)帶正電 答案：AC 解析：由題意可知，在XX′方向上向X方向偏轉(zhuǎn)，X帶正電，A對(duì)B錯(cuò)；在YY′方向上向Y方向偏轉(zhuǎn)，Y帶正電，C對(duì)D錯(cuò)。,易錯(cuò)點(diǎn)：不認(rèn)真計(jì)算分析問(wèn)題導(dǎo)致錯(cuò)誤 案例：如圖所示，一價(jià)氫離子(H)和二價(jià)氦離子(He)的混合體，經(jīng)同一加速電場(chǎng)加速后，垂直射入同一偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中，偏轉(zhuǎn)后打在同一熒光屏上，則它們( ) A．離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)速度方向不同 B．離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)速度方向相同 C．到達(dá)屏上同一點(diǎn) D．到達(dá)屏上不同點(diǎn),,正確答案：BC,