物理 第一章 静电场 1.9 带电粒子在电场中运动 新人教版选修3-1 .ppt

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1、 带电粒子在电场中的带电粒子在电场中的运动运动一、带电粒子的加速一、带电粒子的加速 如如图图所所示示，在在真真空空中中有有一一对对平平行行金金属属板板，两两板板间间加加以以电电压压U U。两两板板间间有有一一带带正正电电荷荷q q的的带带电电粒粒子子。它它在在电电场场力力的的作作用用下下，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动，到到达达负负板板时时的的速速度度有有多多大大？(不不考考虑虑粒粒子的重力子的重力）qUm+_带电粒子的加速带电粒子的加速 d dqUm+_带电粒子的加速带电粒子的加速 d d1 1、受力分析、受力分析:水平向右的电场力水平向右的电场力 F FEqE

2、q=qU/dqU/dF F2 2、运动分析、运动分析:初初速速度度为为零零，加加速速度度为为a=a=qU/mdqU/md的的向向右右匀匀加速直线运动加速直线运动。解法一运用运动学知识求解解法一运用运动学知识求解解法二运用能量知识求解解法二运用能量知识求解思考题思考题 如如两两极极板板间间不不是是匀匀强强电电场场该该用何种方法求解？为什么？用何种方法求解？为什么？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，第二种方法无关，第二种方法仍仍适用！适用！所以所以二、带电粒子的偏转二、带电粒子的偏转 UL L+-Y YdY Y 如如图图所所示示，在在

3、真真空空中中水水平平放放置置一一对对金金属属板板Y Y和和Y Y，板板间间距距离离为为d d。在在两两板板间间加加以以电电压压U U，一一电电荷荷量量为为q q质质量量为为mm的的带带电电粒粒子子从从极极板板中中央央以以水水平平速速度度v v0 0射射入入电电场场。试试分分析析带带电电粒粒子子在在电电场场中中的的运动情况。运动情况。(不计粒子的重力不计粒子的重力)v0 q q1.1.受受力力分分析析：粒粒子子受受到到竖竖直直向向下的静电力下的静电力F FEqEq=qU/dqU/d。2 2.运动规律分析运动规律分析:粒子作粒子作类平抛类平抛运动运动。v v+-v0YdUY Y q L Lx x方

4、向：方向：匀速直线运动匀速直线运动Y Y方向：方向：加速度为加速度为 的的。匀匀加速直线运动加速直线运动 y y v v0 0vy v v v v0 0vy 3.3.x方向方向 4.4.y方向方向 5 5、离开电场时的偏转角度的正切：、离开电场时的偏转角度的正切：F F+-vv0vy+_U1U2v0 L L-qm三、三、加速和偏转一体加速和偏转一体y四、示波器四、示波器 1 1、作用作用：观察电信号随时间变化的情况：观察电信号随时间变化的情况2 2、组成组成：示波管（内部是真空的）、电子枪、偏：示波管（内部是真空的）、电子枪、偏 转电极和荧光屏组成。转电极和荧光屏组成。3、原理原理课堂小结：课堂小结：一、利用电场使带电粒子加速一、利用电场使带电粒子加速二、二、利用电场使带电粒子偏转利用电场使带电粒子偏转从动力学和运动学角度分析从动力学和运动学角度分析从做功和能量的角度分析从做功和能量的角度分析类似平抛运动类似平抛运动的分析方法的分析方法粒子在与电场垂直的方向上做粒子在与电场垂直的方向上做匀速直线运动匀速直线运动粒子在与电场平行的方向上做粒子在与电场平行的方向上做初速度为零的匀加速运动初速度为零的匀加速运动