物理：1.9《带电粒子在电场中的运动》基础知识讲解课件(新人教版选修3-1).ppt

第九第九节节带电带电粒子在粒子在电场电场中的运中的运动动 学学习习目目标标：1.掌掌握握带带电电粒粒子子在在电电场场中中加加速速和和偏偏转所遵循的规律转所遵循的规律.2知道示波管的主要构造和工作原理知道示波管的主要构造和工作原理.重重点点难难点点：应应用用动动力力学学的的观观点点和和功功能能关关系系来来分分析带电粒子在电场中的加速和偏转问题析带电粒子在电场中的加速和偏转问题.易易错错问问题题：何何时时考考虑虑带带电电粒粒子子在在电电场场中中运运动动时时的重力的重力.一、带电粒子一、带电粒子1带带电电粒粒子子，如如电电子子、质质子子等等，由由于于质质量量很很小小，重力重力静电力，故重力可以忽略静电力，故重力可以忽略.2带带电电粒粒子子在在电电场场中中运运动动的的两两种种最最简简单单的的情情况况是加速和偏转是加速和偏转.远小于远小于二、带电粒子的加速二、带电粒子的加速如如图图191所所示示，质质量量为为m，带带正正电电荷荷q的的粒粒子子，在在静静电电力力作作用用下下由由静静止止开开始始从从正正极极板板向向负负极极板板运运动的过程中动的过程中.图图1911静静电电力力对对它做的功：它做的功：W .2带带电电粒粒子子到到达达负负极极板板速速率率为为v，它它的的动动能能为为Ek mv2.3由由动动能定理可知，能定理可知，可解出可解出v 4带带电电粒粒子子在在非非匀匀强强电电场场中中加加速速，上上述述结结果果仍仍适用适用.qU三、带电粒子在电场中的偏转三、带电粒子在电场中的偏转1进进入入电电场场的的方方式式：以以初初速速度度v0垂垂直直于于电电场场线线方向进入匀强电场方向进入匀强电场.2受力特点：电场力大小受力特点：电场力大小，且且方方向与初速度向与初速度v0的方向的方向.3运动特点：做运动特点：做运运动动，与与力力学学中的中的类似类似.不变不变垂直垂直匀变速曲线匀变速曲线平抛运动平抛运动4运动规律运动规律(如如图图192所示所示)：图图192(1)水平方向：水平方向：速度：速度：vx 位移：位移：xlv0v0t(2)竖竖直方向：直方向：速度：速度：vyat位移：位移：(3)偏偏转转角度：角度：tan四、示波管的原理四、示波管的原理1构造构造示示波波管管是是示示波波器器的的核核心心部部件件，外外部部是是一一个个抽抽成成真空的玻璃壳，内部主要由真空的玻璃壳，内部主要由(由由发发射射电电子子的灯丝、加速电极组成的灯丝、加速电极组成)、(由由偏偏转转电电极极XX和和偏偏转电极转电极YY组成组成)和和 组成，如图组成，如图193所示所示.电子枪电子枪偏转电极偏转电极荧光屏荧光屏图图193 2原理原理灯灯丝丝被被电电源源加加热热后后，出出现现热热电电子子发发射射，发发射射出出来来的的电电子子经经加加速速电电场场加加速速后后，以以很很大大的的速速度度进进入入偏偏转转电电场场，如在，如在电电极极YY之之间间加一个加一个 ，在在XX偏偏转转板上加一板上加一 ，在在荧荧光光屏屏上上就就会会出出现现按按YY偏偏转转电电压压规规律律变变化化的的可可视视图图象象.待显示的信号电压待显示的信号电压仪器自身产生的锯齿形电压仪器自身产生的锯齿形电压一、带电粒子的加速一、带电粒子的加速1受受力力分分析析：因因带带电电粒粒子子(电电子子、质质子子、粒粒子子)受受到到的的重重力力远远远远小小于于电电场场力力，所所以以讨讨论论带带电电粒粒子子在在电电场场中中运运动动的的问问题题时时可可忽忽略略重重力力，而而带带电电液液滴滴、小小球球、尘尘埃埃则则不不可可忽忽略略重重力力，在在分分析析这这类类问问题题时时只只需需求求电电场场力力与与重力的合力就可以了重力的合力就可以了.2处处理理方方法法：可可以以从从动动力力学学和和功功能能关关系系两两个个角角度度进进行分析，其比行分析，其比较较如下：如下：两个角度两个角度内容内容动力学角度动力学角度功能关系角度功能关系角度涉及知识涉及知识应应用牛用牛顿顿第二定第二定律律结结合匀合匀变变速直速直线线运运动动公式公式功的公式及功的公式及动动能定能定理理选择条件选择条件匀匀强强电场电场，电场电场力是恒力力是恒力可以是匀可以是匀强强电场电场，也可以是非匀也可以是非匀强强电电场场，电场电场力可以是力可以是恒力，也可以是恒力，也可以是变变力力1.对对带带电电粒粒子子进进行行受受力力分分析析，运运动动特特点点分分析析，力做功情况分析是选择规律解题的关键力做功情况分析是选择规律解题的关键.2选选择择解解题题的的方方法法是是优优先先从从功功能能关关系系角角度度考考虑虑，应用功能关系列式简单、方便，不易出错应用功能关系列式简单、方便，不易出错.二、带电粒子的偏转二、带电粒子的偏转(如图如图194所示所示)图图1941基本关系基本关系对对带带电电粒粒子子在在电电场场中中的的偏偏转转问问题题也也可可以以选选择择动动能能定定理理求求解解，但但只只能能求求出出速速度度的的大大小小，不不能能求求出出速速度度的的方向，涉及到方向问题，必须采用把运动分解的方法方向，涉及到方向问题，必须采用把运动分解的方法.