山东省高密市第三中学高中物理 1.9带电粒子在电场中的运动课件2（创新班）新人教选修31.ppt

带电粒子在电带电粒子在电场中的运动场中的运动2021/8/8 星期日1、动力学方法：、动力学方法：一、带电粒子在电场中的加速一、带电粒子在电场中的加速A AB BU Ud dE E+F Fv由牛顿第二定律：由牛顿第二定律：由运动学公式：由运动学公式：初速度不初速度不为零呢？为零呢？只适用于只适用于匀强电场匀强电场2021/8/8 星期日22 2、动能定理：、动能定理：A AB BU Ud dE E+v由动能定理：由动能定理：也适用于非也适用于非匀强电场匀强电场一、带电粒子在电场中的加速一、带电粒子在电场中的加速2021/8/8 星期日3 由于电场力做功与场强是由于电场力做功与场强是否匀强无关，与运动路径也否匀强无关，与运动路径也无关，第二种方法仍适用！无关，第二种方法仍适用！2021/8/8 星期日41 1、下列粒子由静止经加速电压为、下列粒子由静止经加速电压为U U的电场加的电场加速后，速后，哪种粒子动能最大哪种粒子动能最大 （）哪种粒子速度最大哪种粒子速度最大 （）A A、质子、质子 B B、电子、电子C C、氘核、氘核 DD、氦核、氦核 例与练例与练与电量成正比与电量成正比与比荷平方与比荷平方根成正比根成正比DB2021/8/8 星期日52 2、如图所示，、如图所示，MM、N N是在真空中竖直放置的是在真空中竖直放置的两块平行金属板，质量为两块平行金属板，质量为mm、电量为、电量为+q+q的的带电粒子，以极小的初速度由小孔进入电带电粒子，以极小的初速度由小孔进入电场，当场，当MM、N N间电压为间电压为U U时，粒子到达时，粒子到达N N板板的速度为的速度为v v，如果要使这个带电粒子到达，如果要使这个带电粒子到达N N板的速度为板的速度为2v 2v，则下述方法能满足要求的，则下述方法能满足要求的是（是（）A A、使、使MM、N N间电压增加为间电压增加为2U 2U B B、使、使MM、N N间电压增加为间电压增加为4U 4U C C、使、使MM、N N间电压不变，距离减半间电压不变，距离减半 D D、使、使MM、N N间电压不变，距离加倍间电压不变，距离加倍 例与练例与练MMN NU Ud d+v与电压平方与电压平方根成正比根成正比B2021/8/8 星期日63 3、如图所示的电场中有、如图所示的电场中有A A、B B两点，两点，A A、B B的电势差的电势差UABUAB100V100V，一个质量为，一个质量为m=2.010-12kgm=2.010-12kg、电量为、电量为q=-5.010-q=-5.010-8C8C的带电粒子，以初速度的带电粒子，以初速度v0 v0=3.0103m/s=3.0103m/s由由A A点运动到点运动到B B点，求粒子点，求粒子到达到达B B点时的速率。（不计粒子重力）点时的速率。（不计粒子重力）例与练例与练A A-v0B Bq为负为负2021/8/8 星期日7二、带电粒子在匀强电场中的偏转二、带电粒子在匀强电场中的偏转 ld+-+Uv0q、m2021/8/8 星期日8二、带电粒子在匀强电场中的偏转二、带电粒子在匀强电场中的偏转 ld+-+Uv0q、mF+vv0vyy偏转角偏转角侧移侧移2021/8/8 星期日9二、带电粒子在匀强电场中的偏转二、带电粒子在匀强电场中的偏转类平抛运动类平抛运动与粒子比荷与粒子比荷q/mq/m成正比成正比与粒子初速度与粒子初速度v0v0平方成反比平方成反比与电场的属性与电场的属性U U、l l、d d有关有关2021/8/8 星期日10二、带电粒子在匀强电场中的偏转二、带电粒子在匀强电场中的偏转与粒子比荷与粒子比荷q/mq/m成正比成正比与粒子初速度与粒子初速度v0v0平方成反比平方成反比与电场的属性与电场的属性U U、l l、d d有关有关类平抛运动类平抛运动2021/8/8 星期日11结论：带电粒子初速度垂直于电场方向飞入匀结论：带电粒子初速度垂直于电场方向飞入匀强电场的问题就是一个类平抛的问题。强电场的问题就是一个类平抛的问题。粒子在与电场垂直的方向上做匀速直线运动粒子在与电场垂直的方向上做匀速直线运动粒子在与电场平行的方向上做初速为零的匀加粒子在与电场平行的方向上做初速为零的匀加速运动速运动2021/8/8 星期日124 4、质量为、质量为mm、带电量为、带电量为q q的粒子以初速度的粒子以初速度v v从中线垂直进入偏转电场，刚好离开电场，从中线垂直进入偏转电场，刚好离开电场，它在离开电场后偏转角正切为它在离开电场后偏转角正切为0.50.5，则下，则下列说法中正确的是（列说法中正确的是（）A A、如果偏转电场的电压为原来的一半，则、如果偏转电场的电压为原来的一半，则粒子离开电场后的偏转角正切为粒子离开电场后的偏转角正切为0.250.25 B B、如果带电粒子的比荷为原来的一半，则、如果带电粒子的比荷为原来的一半，则粒子离开电场后的偏转角正切为粒子离开电场后的偏转角正切为0.250.25 C C、如果带电粒子的初速度为原来的、如果带电粒子的初速度为原来的2 2倍，倍，则粒子离开电场后的偏转角正切为则粒子离开电场后的偏转角正切为0.250.25 D D、如果带电粒子的初动能为原来的、如果带电粒子的初动能为原来的2 2倍，倍，则粒子离开电场后的偏转角正切为则粒子离开电场后的偏转角正切为0.250.25例与练例与练偏转角正切与偏转角正切与比荷成正比比荷成正比偏转角正切与偏转角正切与初动能成反比初动能成反比偏转角正切与偏转角正切与电压成正比电压成正比ABD2021/8/8 星期日135 5、质子、质子(质量为质量为mm、电量为、电量为e)e)和二价氦离子和二价氦离子(质量为质量为4m4m、电量为、电量为2e)2e)以相同的初动能垂以相同的初动能垂直射入同一偏转电场中，离开电场后，它直射入同一偏转电场中，离开电场后，它们的偏转角正切之比为们的偏转角正切之比为 ，侧移之，侧移之比为比为 。例与练例与练与电量成正比与电量成正比与电量成正比与电量成正比1:21:22021/8/8 星期日146 6、三个电子在同一地点沿同一直线垂直飞、三个电子在同一地点沿同一直线垂直飞入偏转电场，如图所示。则由此可判断（入偏转电场，如图所示。则由此可判断（）A A、b b和和c c同时飞离电场同时飞离电场 B B、在、在b b飞离电场的瞬间，飞离电场的瞬间，a a刚好打在下极刚好打在下极板上板上 C C、进入电场时，、进入电场时，c c速度最大，速度最大，a a速度最小速度最小 D D、c c的动能增量最小，的动能增量最小，a a和和b b的动能增量一样大的动能增量一样大 例与练例与练BCD2021/8/8 星期日15析与解析与解2021/8/8 星期日167 7、如图，电子在电势差为、如图，电子在电势差为U1U1的加速电场中由静止的加速电场中由静止开始加速，然后射入电势差为开始加速，然后射入电势差为U2U2的两块平行极板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的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角角 变大的是变大的是 （）A A、U1U1变大、变大、U2U2变大变大 B B、U1U1变小、变小、U2U2变大变大C C、U1U1变大、变大、U2U2变小变小 D D、U1U1变小、变小、U2U2变小变小例与练例与练先加速后偏转先加速后偏转2021/8/8 星期日17析与解析与解对加速过程由动能定理：对加速过程由动能定理：对偏转过程由偏转角正切公式：对偏转过程由偏转角正切公式：与粒子的电量与粒子的电量q q、质量质量mm无关无关2021/8/8 星期日188 8、如图所示，二价氦离子和质子的混合体，、如图所示，二价氦离子和质子的混合体，经同一加速电场加速后，垂直射入同一偏经同一加速电场加速后，垂直射入同一偏转电场中，偏转后，打在同一荧光屏上，转电场中，偏转后，打在同一荧光屏上，则它们（则它们（）A A、侧移相同、侧移相同 B B、偏转角相同、偏转角相同 C C、到达屏上同一点、到达屏上同一点 D D、到达屏上不同点、到达屏上不同点例与练例与练与粒子的电量与粒子的电量q q、质量质量mm无关无关ABC2021/8/8 星期日199 9 9 9、试证明：带电粒子垂直进入偏转电场，离开电、试证明：带电粒子垂直进入偏转电场，离开电、试证明：带电粒子垂直进入偏转电场，离开电、试证明：带电粒子垂直进入偏转电场，离开电场时就好像是从初速度所在直线的中点沿直线离场时就好像是从初速度所在直线的中点沿直线离场时就好像是从初速度所在直线的中点沿直线离场时就好像是从初速度所在直线的中点沿直线离开电场的。开电场的。开电场的。开电场的。例与练例与练x2021/8/8 星期日20三、示波管的原理三、示波管的原理产生高速飞产生高速飞行的电子束行的电子束待显示的待显示的电压信号电压信号锯齿形扫锯齿形扫描电压描电压使电子沿使电子沿Y Y方向偏移方向偏移使电子沿使电子沿x x方向偏移方向偏移2021/8/8 星期日21三、示波管的原理三、示波管的原理1 1、如果在电极、如果在电极XXXX之间不加电压，而在之间不加电压，而在YYYY之间加不变电压，使之间加不变电压，使Y Y的电势比的电势比YY高，高，电子将打在荧光屏的什么位置？电子将打在荧光屏的什么位置？电子沿电子沿Y Y方方向向上偏移向向上偏移2021/8/8 星期日22三、示波管的原理三、示波管的原理1 1、如果在电极、如果在电极XXXX之间不加电压，而在之间不加电压，而在YYYY之间加不变电压，使之间加不变电压，使YY的电势比的电势比Y Y高，高，电子将打在荧光屏的什么位置？电子将打在荧光屏的什么位置？电子沿电子沿Y Y方方向向下偏移向向下偏移2021/8/8 星期日23三、示波管的原理三、示波管的原理1 1、如果在电极、如果在电极XXXX之间不加电压，但在之间不加电压，但在YYYY之间加不变电压，使之间加不变电压，使Y Y的电势比的电势比YY高，高，电子将打在荧光屏的什么位置？电子将打在荧光屏的什么位置？如果在电极如果在电极 YYYY之间不加电压，但在之间不加电压，但在XXXX之间加不变电压，使之间加不变电压，使X X的电势比的电势比XX高，高，电子将打在荧光屏的什么位置？电子将打在荧光屏的什么位置？电子沿电子沿X X方方向向里偏移向向里偏移2021/8/8 星期日24三、示波管的原理三、示波管的原理1 1、如果在电极、如果在电极XXXX之间不加电压，但在之间不加电压，但在YYYY之间加不变电压，使之间加不变电压，使Y Y的电势比的电势比YY高，高，电子将打在荧光屏的什么位置？电子将打在荧光屏的什么位置？如果在电极如果在电极 YYYY之间不加电压，但在之间不加电压，但在XXXX之间加不变电压，使之间加不变电压，使XX的电势比的电势比X X高，高，电子将打在荧光屏的什么位置？电子将打在荧光屏的什么位置？电子沿电子沿X X方方向向外偏移向向外偏移2021/8/8 星期日252021/8/8 星期日261.对对公式公式的适用条件，下列的适用条件，下列说说法中正确的是法中正确的是 ()A只适用于匀只适用于匀强强电场电场中，中，v0=0的的带电带电粒子被加速粒子被加速B只适用于匀只适用于匀强强电场电场中，粒子运中，粒子运动动方向与方向与场场强强方向平行的情况方向平行的情况C只适用于匀只适用于匀强强电场电场中，粒子运中，粒子运动动方向与方向与场场强强方向垂直的情况方向垂直的情况D适用于任何适用于任何电场电场中，中，v 0=0的的带电带电粒子被加速粒子被加速D2021/8/8 星期日272、带电粒子垂直进入匀强电场中偏转时、带电粒子垂直进入匀强电场中偏转时（除电场力外不计其它力的作用）（除电场力外不计其它力的作用）A、电势能增加，动能增加、电势能增加，动能增加 B、电势能减小，动能增加、电势能减小，动能增加 C、电势能和动能都不变、电势能和动能都不变 D、上述结论都不正确、上述结论都不正确B2021/8/8 星期日283 3、如、如图图所示，一所示，一带电带电粒子沿与粒子沿与电场线电场线垂直的方向从垂直的方向从电场电场中央中央进进入两平行金属板入两平行金属板间间的匀的匀强强电场电场，已知粒子的，已知粒子的带电带电量量为为q q，两板，两板间间的的电势电势差差为为U U，则则粒子运粒子运动过动过程中（程中（）A A、若粒子从、若粒子从电场电场中射出，中射出，则则粒子粒子动动能增加了能增加了qUqUB B、若粒子从、若粒子从电场电场中射出，中射出，则电场则电场力一定力一定对对粒子做了粒子做了qU/2qU/2的功的功C C、若粒子打在极板上，、若粒子打在极板上，则电场则电场力一定力一定对对粒子做了粒子做了qU/2qU/2的功的功D D、若粒子打在极板上，、若粒子打在极板上，则则粒子的粒子的动动能一定增加了能一定增加了qUqUC2021/8/8 星期日294 4、一静止、一静止电电子开始子开始经电压为经电压为U1U1的加速的加速电场电场加速后，又垂加速后，又垂直于直于电场线进电场线进入入电压为电压为U2U2的两平行金属板的两平行金属板间间的偏的偏转电场转电场，射出偏射出偏转电场时转电场时沿沿电场线电场线方向偏移量方向偏移量为为y y，要使，要使y y增大，增大，则应则应：（：（）A A、U1U1、U2U2都增大都增大 B B、U1U1、U2U2都减小都减小 C C、U1U1减小、减小、U2U2增大增大 D D、U1U1增大、增大、U2U2减小减小C2021/8/8 星期日305 5分分别别将将带带正正电电、负电负电和不和不带电带电的三个等的三个等质质量小球，量小球，分分别别以相同的水平速度由以相同的水平速度由P P点射入水平放置的平行金点射入水平放置的平行金属板属板间间，已知上板，已知上板带负电带负电，下板接地三小球分，下板接地三小球分别别落落在在图图中中A A、B B、C C三点，三点，则则 A AA A带带正正电电、B B不不带电带电、C C带负电带负电B B三小球在三小球在电场电场中加速度大小关系是：中加速度大小关系是：aAaAaBaBaCaCC C三小球在三小球在电场电场中运中运动时间动时间相等相等D D三小球到达下板三小球到达下板时时的的动动能关系是能关系是EkCEkCEkBEkBEkAEkAABD 2021/8/8 星期日316.带电粒子经加速电场加速后垂直进入两带电粒子经加速电场加速后垂直进入两平行金属板间的偏转电场，要使它离开偏平行金属板间的偏转电场，要使它离开偏转电场时偏转角增大，可采用的办法有：转电场时偏转角增大，可采用的办法有：（）A、增加带电粒子的电量、增加带电粒子的电量B、降低加速电压；、降低加速电压；C、提高偏转电压；、提高偏转电压；D、减小两平行板间的距离。、减小两平行板间的距离。BCD2021/8/8 星期日327 7、三个电子在同一地点沿同一直线垂直飞、三个电子在同一地点沿同一直线垂直飞入偏转电场，如图所示。则由此可判断（入偏转电场，如图所示。则由此可判断（）A A、b b和和c c同时飞离电场同时飞离电场 B B、在、在b b飞离电场的瞬间，飞离电场的瞬间，a a刚好打在下极刚好打在下极板上板上 C C、进入电场时，、进入电场时，c c速度最大，速度最大，a a速度最小速度最小 D D、c c的动能增量最小，的动能增量最小，a a和和b b的动能增量一样大的动能增量一样大 BCD2021/8/8 星期日331010、如图所示，有一电子、如图所示，有一电子(电量为电量为e e、质量为、质量为m)m)经电压经电压U0U0加速后，沿平行金属板加速后，沿平行金属板A A、B B中中心线进入两板，心线进入两板，A A、B B板间距为板间距为d d、长度为、长度为L L，A A、B B板间电压为板间电压为U U，屏，屏CDCD足够大，距离足够大，距离A A、B B板右边缘板右边缘2L2L，ABAB板的中心线过屏板的中心线过屏CDCD的中心且与屏的中心且与屏CDCD垂直。试求电子束打在屏垂直。试求电子束打在屏上的位置到屏中心间的距离。上的位置到屏中心间的距离。例与练例与练2021/8/8 星期日34析与解析与解电子离开电场，就好象从中点沿直线离开的：电子离开电场，就好象从中点沿直线离开的：对加速过程由动能定理：对加速过程由动能定理：2021/8/8 星期日351111、质量为、质量为110-25kg110-25kg、电量为、电量为110-110-16C16C的带电粒子以的带电粒子以2106m/s2106m/s速度从水平速度从水平放置的平行金属板放置的平行金属板A A、B B中央沿水平方向飞入中央沿水平方向飞入板间，如图所示。已知板长板间，如图所示。已知板长L L10cm10cm，间距，间距d d2cm2cm，当，当ABAB间电压在间电压在 范围范围内时，此带电粒子能从板间飞出。内时，此带电粒子能从板间飞出。例与练例与练v0+-2021/8/8 星期日36v0+-析与解析与解对偏转过程由偏转角正切公式：对偏转过程由偏转角正切公式：或对偏转过程由侧移公式：或对偏转过程由侧移公式：2021/8/8 星期日379、静夜四无邻，荒居旧业贫。2022/11/262022/11/26Saturday,November 26,202210、雨中黄叶树，灯下白头人。2022/11/262022/11/262022/11/2611/26/2022 5:44:29 PM11、以我独沈久，愧君相见频。2022/11/262022/11/262022/11/26Nov-2226-Nov-2212、故人江海别，几度隔山川。2022/11/262022/11/262022/11/26Saturday,November 26,202213、乍见翻疑梦，相悲各问年。2022/11/262022/11/262022/11/262022/11/2611/26/202214、他乡生白发，旧国见青山。26 十一月 20222022/11/262022/11/262022/11/2615、比不了得就不比，得不到的就不要。十一月 222022/11/262022/11/262022/11/2611/26/202216、行动出成果，工作出财富。2022/11/262022/11/2626 November 202217、做前，能够环视四周；做时，你只能或者最好沿着以脚为起点的射线向前。2022/11/262022/11/262022/11/262022/11/269、没有失败，只有暂时停止成功！。2022/11/262022/11/26Saturday,November 26,202210、很多事情努力了未必有结果，但是不努力却什么改变也没有。2022/11/262022/11/262022/11/2611/26/2022 5:44:29 PM11、成功就是日复一日那一点点小小努力的积累。2022/11/262022/11/262022/11/26Nov-2226-Nov-2212、世间成事，不求其绝对圆满，留一份不足，可得无限完美。2022/11/262022/11/262022/11/26Saturday,November 26,202213、不知香积寺，数里入云峰。2022/11/262022/11/262022/11/262022/11/2611/26/202214、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。26 十一月 20222022/11/262022/11/262022/11/2615、楚塞三湘接，荆门九派通。十一月 222022/11/262022/11/262022/11/2611/26/202216、少年十五二十时，步行夺得胡马骑。2022/11/262022/11/2626 November 202217、空山新雨后，天气晚来秋。2022/11/262022/11/262022/11/262022/11/269、杨柳散和风，青山澹吾虑。2022/11/262022/11/26Saturday,November 26,202210、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。2022/11/262022/11/262022/11/2611/26/2022 5:44:29 PM11、越是没有本领的就越加自命不凡。2022/11/262022/11/262022/11/26Nov-2226-Nov-2212、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。2022/11/262022/11/262022/11/26Saturday,November 26,202213、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。2022/11/262022/11/262022/11/262022/11/2611/26/202214、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。26 十一月 20222022/11/262022/11/262022/11/2615、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。十一月 222022/11/262022/11/262022/11/2611/26/202216、业余生活要有意义，不要越轨。2022/11/262022/11/2626 November 202217、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。2022/11/262022/11/262022/11/262022/11/26MOMODA POWERPOINTLorem ipsum dolor sit amet,consectetur adipiscing elit.Fusce id urna blandit,eleifend nulla ac,fringilla purus.Nulla iaculis tempor felis ut cursus.感感 谢谢 您您 的的 下下 载载 观观 看看专家告诉2021/8/8 星期日38