高中物理 1.8《帶電粒子在電場中的運動》課件 新人教版選修3-1.ppt

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第八節(jié) 帶電粒子在電場中的運動,第一章 靜電場,3、某些帶電體是否考慮重力，要根據(jù)題目暗示或運動狀態(tài)來判定,電場中的帶電粒子一般可分為兩類：,1、帶電的基本粒子：如電子，質(zhì)子，α粒子，正負(fù)離子等。這些粒子所受重力和電場力相比小得多，除非有說明或明確的暗示以外，一般都不考慮重力。（但并不能忽略質(zhì)量）。,2、帶電微粒：如帶電小球、液滴、塵埃等。除非有說明或明確的暗示以外，一般都考慮重力。,,,,,,,,,,,,,,,,,+qm,V=?,一、帶電粒子的加速,,,,方法1：運用運動學(xué)和動力學(xué)方法求解，設(shè)板間距為d,因電場力為恒力，所以有,方法2：運用能量觀點求解,,,例題1：實驗表明，熾熱的金屬絲可以發(fā)射電子。在熾熱金屬絲和金屬板間加以電壓U=2500V，從熾熱金屬絲發(fā)射出的電子在真空中被加速后，從金屬板的小孔穿出。電子射出后的速度有多大？設(shè)電子剛從金屬絲射出時的速度為零。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,- U +,,金屬絲 金屬板,,,,,,V,E,電子的質(zhì)量為0.91×10-30 kg，電子的電荷量e=1.6×10-19 C,,,解：金屬絲和金屬板間的電場雖然不是勻強(qiáng)電場，但仍可用 可得 代入數(shù)據(jù)得：v=3.0×107 m/s,,,1：非勻強(qiáng)電場中, 如何計算？,電場力做功，只于始末位置電勢差有關(guān),2：若帶正電粒子以V0負(fù)板向正板運動，分析,粒子運動情況,明確粒子V，a的變化情況,思 考：,3.若粒子以初速度V0沿垂直場強(qiáng)方向進(jìn)入電場， 離子的運動情況如何？,,,,例題2：如圖所示一電子以初速V0=3.0X107m/s沿垂直電場方向射入的電場，兩極板的長度為L=6.0cm，相距d=2cm，極板間電壓U=200V.求1）電子射出電場所用時間？ 2）電子射出電場時沿垂直板面方向偏移的距離y 3）電子離開電場時偏轉(zhuǎn)的角度φ。,,,v0,-q,,m,U,L,,,y,3）電子離開電場時沿電場方向的分速度為Vy， 離開電場時的偏轉(zhuǎn)角度為 角度為6.8度,,,,,,,φ,,,,Vy,V0,Vt,,,電子槍,熒光屏,如果在偏轉(zhuǎn)電極XX’、YY’上不加電壓，電子如何運動？如果在偏轉(zhuǎn)電極XX’上不加電壓，偏轉(zhuǎn)電極YY’上加電壓電子又如何運動？,三、示波管原理,,,課堂小結(jié)：,一、利用電場使帶電粒子加速,二、利用電場使帶電粒子偏轉(zhuǎn),,從動力學(xué)和運動學(xué)角度分析,從做功和能量的角度分析,類似平拋運動的分析方法,,粒子在與電場垂直的方向上做 勻速直線運動,粒子在與電場平行的方向上做 初速度為零的勻加速運動,,,練習(xí)1.如圖所示，在P板附近有一電子由靜止開始向Q板運動，則關(guān)于電子在兩板間的運動情況，下列敘述正確的是：( ),A.兩板間距越大，加速的時間越長 B.兩板間距離越小，加速度就越大，則電子到達(dá)Q板時的速度就越大 C.電子到達(dá)Q板時的速度與板間距離無關(guān)，僅與加速電壓有關(guān) D.電子的加速度和末速度都與板間距離無關(guān),AC,,,練習(xí)2.一個初速度為零的電子，在場強(qiáng)為4.0×103 V/m的勻強(qiáng)電場中被加速，求經(jīng)過2.0×10-8 s后，電子的速度和動能。(電子質(zhì)量為0.91×10-30kg),解：①電子在勻強(qiáng)電場中的加速度: a=F/m = eE/m 速度:v=at= eEt/m = 1.4×107 m/s ②動能Ek= =8.9×10-17 J,,,練習(xí)3.兩塊平行的金屬板A、B之間的電壓是80V，一個電子以6.0×106 m/s的速度從小孔C垂直A板進(jìn)入電場，該電子能打在B板上嗎？如果能打在B板上，它到達(dá)B板時的速度有多大？如果電源電壓變?yōu)?20V，情況又會怎樣？,,,解: ①電子射入電場時具有的初動能: Ek= = 1.6×10-17 J 電子從A板到達(dá)B板需克服電場力做功: W=qU= 1.3×10-17J Ek W,可見電子能打在B板， ②到達(dá)B板時的速度為v= ③如果電源電壓變?yōu)?20V，則電子從A板到達(dá)B板需克服電場力做功： W’=qU= 1.9 ×10-17 J， 這時EkW’,電子不能打在B板。,,,,