带电粒子在电场中的运动新课标新人教版高中物理选修31.ppt

带电粒子在电场中的运动新课标新人教版高中物理选修31 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望带电粒子在电场中的二类基本运动：带电粒子在电场中的二类基本运动：一、带电粒子在电场中的加速一、带电粒子在电场中的加速二、二、带电粒子在电场中的偏转带电粒子在电场中的偏转一、带电粒子在电场中的加速一、带电粒子在电场中的加速 在真空中的一对平在真空中的一对平行金属板，板间距为行金属板，板间距为d,两板间加电压为两板间加电压为U，一电量为一电量为q的质子从正的质子从正极板某处沿电场方向极板某处沿电场方向以速度以速度v1进入板间：进入板间：v2v1利用牛顿运动定律和运动学的知识利用牛顿运动定律和运动学的知识由动能定理可知：由动能定理可知：利用动能定理和能量守恒定律利用动能定理和能量守恒定律v0 ld+-q vv0vyyl/2F F1.1.加速度加速度:2.2.2.2.飞行时间飞行时间飞行时间飞行时间:3.3.3.3.侧移距离侧移距离侧移距离侧移距离:4.4.4.4.偏角偏角偏角偏角:二、二、带电粒子在电场中的偏转带电粒子在电场中的偏转让一价氢离子、一价氦离子和二让一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子的混合物由静止开始经过同价氦离子的混合物由静止开始经过同一加速电场加速，然后在同一偏转电一加速电场加速，然后在同一偏转电场里偏转，它们是否会分为三股？请场里偏转，它们是否会分为三股？请说明理由。说明理由。比较离子在偏转电场的侧移距离比较离子在偏转电场的侧移距离y如果如果 y互不相同互不相同如果如果 y 相同相同会分为三股会分为三股不会分为三股不会分为三股比较离子是否以比较离子是否以相同偏角相同偏角 射出射出如果如果互不相同互不相同会分为三股会分为三股如果如果 相同相同不会分为三股不会分为三股让一价氢离子、一价氦离子和二让一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子的混合物由静止开始经过同价氦离子的混合物由静止开始经过同一加速电场加速，然后在同一偏转电一加速电场加速，然后在同一偏转电场里偏转，它们是否会分为三股？请场里偏转，它们是否会分为三股？请说明理由。说明理由。答案：不会分为三股。答案：不会分为三股。带负电的小球静止在水平放置的平行板电带负电的小球静止在水平放置的平行板电容器两板间，距下板容器两板间，距下板h=0.8cm,两板间的电两板间的电势差为势差为300V,如果两板间电势差减小到如果两板间电势差减小到60V,求带电小球运动到极板上时的速度求带电小球运动到极板上时的速度?dh+_讨论讨论:求带电小球运动到极板上的时间求带电小球运动到极板上的时间?0.36m/s4.510-2s如图所示如图所示如图所示如图所示,水平放置的水平放置的水平放置的水平放置的A,BA,B两平行板相距两平行板相距两平行板相距两平行板相距h h,有一质量为有一质量为有一质量为有一质量为mm,电荷量为电荷量为电荷量为电荷量为+q q的小球在的小球在的小球在的小球在B B板之下板之下板之下板之下HH处以初速度处以初速度处以初速度处以初速度v v0 0竖直竖直竖直竖直向上进入两板间向上进入两板间向上进入两板间向上进入两板间,欲使小球恰好打到欲使小球恰好打到欲使小球恰好打到欲使小球恰好打到A A板板板板,试讨论试讨论试讨论试讨论A,BA,B板板板板间的电势差是多大间的电势差是多大间的电势差是多大间的电势差是多大?+v v0 0HHh hA AB B如图，质量为如图，质量为如图，质量为如图，质量为mm、电量为、电量为、电量为、电量为e e的电子，从的电子，从的电子，从的电子，从A A点以速度点以速度点以速度点以速度v v0 0垂直垂直垂直垂直场强方向射入匀强电场中，从场强方向射入匀强电场中，从场强方向射入匀强电场中，从场强方向射入匀强电场中，从B B点射出电场时的速度方点射出电场时的速度方点射出电场时的速度方点射出电场时的速度方向与电场线成向与电场线成向与电场线成向与电场线成120120o o角，问角，问角，问角，问A A、B B两点间的电势差是多少？两点间的电势差是多少？两点间的电势差是多少？两点间的电势差是多少？v v0 0120120o ov vA AB B如图所示如图所示如图所示如图所示,一个质量为一个质量为一个质量为一个质量为mm,所带电量为所带电量为所带电量为所带电量为q q的带电粒子的带电粒子的带电粒子的带电粒子,从两从两从两从两平行板的中点与匀强电场相垂直的方向射入平行板的中点与匀强电场相垂直的方向射入平行板的中点与匀强电场相垂直的方向射入平行板的中点与匀强电场相垂直的方向射入,粒子的重粒子的重粒子的重粒子的重力不计力不计力不计力不计.当粒子的入射速度为当粒子的入射速度为当粒子的入射速度为当粒子的入射速度为v v0 0时时时时,它恰好穿过这个电场它恰好穿过这个电场它恰好穿过这个电场它恰好穿过这个电场而不会碰到金属板而不会碰到金属板而不会碰到金属板而不会碰到金属板,现欲使入射速度为现欲使入射速度为现欲使入射速度为现欲使入射速度为v v0 0/2/2的这个粒子也的这个粒子也的这个粒子也的这个粒子也恰好穿过这个电场而不会碰到金属板恰好穿过这个电场而不会碰到金属板恰好穿过这个电场而不会碰到金属板恰好穿过这个电场而不会碰到金属板,则在其它条件不则在其它条件不则在其它条件不则在其它条件不变的情况下变的情况下变的情况下变的情况下,只需只需只需只需:A.A.使金属板的长度变为原来的使金属板的长度变为原来的使金属板的长度变为原来的使金属板的长度变为原来的1/21/2B.B.使两板间的电势差减小为原来的使两板间的电势差减小为原来的使两板间的电势差减小为原来的使两板间的电势差减小为原来的1/21/2C.C.使两板间距离增大为原来的使两板间距离增大为原来的使两板间距离增大为原来的使两板间距离增大为原来的2 2倍倍倍倍D.D.使两板间距离增大为原来的使两板间距离增大为原来的使两板间距离增大为原来的使两板间距离增大为原来的4 4倍倍倍倍v v0 0AC一束电子在流经一束电子在流经U=5000V的加速电压加速的加速电压加速后后,在距两极板等距处垂直进入平行板间的在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场匀强电场.如图所示如图所示,若两板间距若两板间距d=1.0cm,板板长长L=5.0cm,那么要使电子能从平行板间飞那么要使电子能从平行板间飞出出,两个极板上最多能加多大的电压两个极板上最多能加多大的电压?dv0UL400V一带电粒子以速度一带电粒子以速度v沿上板边缘垂直于电场线射入沿上板边缘垂直于电场线射入匀强电场，并刚好贴下板边缘飞出，设极板长为匀强电场，并刚好贴下板边缘飞出，设极板长为l，若带电粒子的速度为，若带电粒子的速度为2v，当它的竖直位移仍为板，当它的竖直位移仍为板间距离间距离d时，它的水平射程多大？时，它的水平射程多大？(不计重力）不计重力）l2.5l一个初动能为一个初动能为Ek的带电粒子以速度的带电粒子以速度v垂直垂直电场线方向飞入平行板电容器，飞出电容电场线方向飞入平行板电容器，飞出电容器时动能为器时动能为2Ek，若这个带电粒子的入射，若这个带电粒子的入射初速度为原来的初速度为原来的2倍，则该粒子飞出电容倍，则该粒子飞出电容器时的动能应为（器时的动能应为（）A、4Ek B、4.25Ek C、4.5Ek D、8EkB如图如图M、N是在真空中竖直放置的两块平行金属是在真空中竖直放置的两块平行金属板，质量为板，质量为m电量为电量为-q的带电粒子，以初速度的带电粒子，以初速度v0由小孔进入电场，当由小孔进入电场，当M、N间电压为间电压为U时，粒子时，粒子刚好能到达刚好能到达N板；如果要使这个带电粒子能够到板；如果要使这个带电粒子能够到达达M、N两板间距的两板间距的1/2处返回，则下述方法能满处返回，则下述方法能满足要求的是：（足要求的是：（）A、使初速度减半、使初速度减半B、使、使M、N间电压加倍间电压加倍C、使、使M、N间电压提高到间电压提高到4倍倍D、使初速度和、使初速度和M、N间的电压都加倍间的电压都加倍 UM NB变式变式变式变式.如图所示如图所示如图所示如图所示,电子由静止开始从电子由静止开始从电子由静止开始从电子由静止开始从A A板向板向板向板向B B板运动板运动板运动板运动,当到达当到达当到达当到达B B板时速度为板时速度为板时速度为板时速度为v v,保持两板间电势差不变保持两板间电势差不变保持两板间电势差不变保持两板间电势差不变,则则则则A.A.当增大两极板间距时当增大两极板间距时当增大两极板间距时当增大两极板间距时,v v也增大也增大也增大也增大B.B.当减小两极板间距时当减小两极板间距时当减小两极板间距时当减小两极板间距时,v v增大增大增大增大C.C.当改变两极板间距时当改变两极板间距时当改变两极板间距时当改变两极板间距时,v v不变不变不变不变D.D.当增大两极板间距时当增大两极板间距时当增大两极板间距时当增大两极板间距时,电子在两极板间运动的时间增大电子在两极板间运动的时间增大电子在两极板间运动的时间增大电子在两极板间运动的时间增大A AB BCD如如图图，电电子子在在电电势势差差为为U1的的加加速速电电场场中中由由静静止止开开始始运运动动，然然后后射射入入电电势势差差为为U2的的两两块块平平行行极极板板间间的的电电场场中中入入射射方方向向跟跟极极板板平平行行整整个个装装置置处处在在真真空空中中重重力力可可忽忽略略在在满满足足电电子子能能射射出出平平行行板板区区的的条条件件下下下下述述四四种种情情况况中中，一一定定能能使使电电子子的的偏偏转转角角变变大大的是的是 AU1变大、变大、U2变大变大 BU1变小、变小、U2变大变大CU1变大、变大、U2变小变小 DU1变小、变小、U2变小变小B带电粒子经加速电场加速后垂直进入两平行金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，要使它离开偏转电场时偏属板间的偏转电场，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、减小偏转电场两平行板间的距离、减小偏转电场两平行板间的距离BCD如图所示，一个质量为如图所示，一个质量为m，带电量为，带电量为q的粒子，从两的粒子，从两平行板左侧中点沿垂直场强方向射入，当入射速度为平行板左侧中点沿垂直场强方向射入，当入射速度为v0时，恰好穿过电场而不碰金属板要使粒子的入射速时，恰好穿过电场而不碰金属板要使粒子的入射速度变为度变为v0/2，仍能恰好穿过电场，则必须再使（，仍能恰好穿过电场，则必须再使（）A粒子的电量变为原来的粒子的电量变为原来的1/4B两板间电压减为原来的两板间电压减为原来的1/2C两板间距离增为原来的两板间距离增为原来的4倍倍D两板间距离增为原来的两板间距离增为原来的2倍倍AD如图所示，有三个质量相同如图所示，有三个质量相同,分别带有正电、负分别带有正电、负电和不带电的微粒电和不带电的微粒,从极板的左侧中央以相同的从极板的左侧中央以相同的初速度先后垂直射入初速度先后垂直射入,分别落在正极板的分别落在正极板的A、B、C三处三处.则则()A.微粒微粒A带正电带正电,B不带电不带电,C带负电带负电B.三个微粒在电场中的运动时间相等三个微粒在电场中的运动时间相等C.三个微粒在电场中加速度三个微粒在电场中加速度aAaBEkBEkCC B Avo_+AC如图所示，从灯丝发射的电子经电压为如图所示，从灯丝发射的电子经电压为U1的加速的加速电场加速后，进入偏转电场电场加速后，进入偏转电场U2，若要使电子在电，若要使电子在电场中的偏转量增大为原来的场中的偏转量增大为原来的2倍，可供选用的方法倍，可供选用的方法是（是（）A、使、使U1减为原来的减为原来的1/2B、使、使U2增大为原来的增大为原来的2倍倍C、使偏转电极板的长度、使偏转电极板的长度L增增大为原来的大为原来的2倍倍 D、使偏转电极板的距离减小、使偏转电极板的距离减小为原来的为原来的1/2 ABD示波管的原理示波管的原理构造构造: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。管内抽成真空。管内抽成真空。只在只在YY电极间加偏转电压电极间加偏转电压信号电压信号电压若只在若只在YY 加加持续变化持续变化的信号电压呢的信号电压呢?每一个电子每一个电子每个电子在电场中运动每个电子在电场中运动时间很短时间很短不同时刻不同时刻进入电场的电子进入电场的电子可认为在可认为在电压不变的匀强电场电压不变的匀强电场中偏转中偏转偏转电压偏转电压不同不同.若只在若只在YY 间间加加持续变化的信号电压持续变化的信号电压呢呢?屏上亮斑位置屏上亮斑位置不同不同.若只在若只在YY 间间加加持续变化的信号电压持续变化的信号电压呢呢?ut0 匀速匀速的、的、持续持续的的扫描扫描ut0形成形成稳定稳定且且水平水平的亮线的亮线若只在若只在YY电极间加信号电压电极间加信号电压 呢呢?怎样在荧光屏上显示怎样在荧光屏上显示信号电压信号电压的的正弦波形正弦波形？