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*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,带电粒子在电场中的运动,新课标选修,3-1,教学课件,一、受力分析,3、,某些带电体是否考虑重力，要根据题目暗示或运动,状态来判定,电场中的带电体一般可分为两类：,1,、带电的,基本粒子,：如电子，质子，正负离子等。这,些粒子所受重力和电场力相比在小得多，除非有说,明或明确的暗示以外，一般都不考虑重力。（但并,不能忽略质量）。,2,、,带电微粒,：如带电小球、液滴、尘埃等。除非有说,明或明确的暗示以外，一般都考虑重力。,(一),、带电粒子,(,微粒,),在电场中的直线加速问题,二、带电粒子在电场中的运动类型,(,二,),、带电粒子,(,微粒,),在电场中的偏转问题,+,+,+,+,+,+,+,+,_,_,_,_,_,_,_,_,U,U,E,加速,匀速,匀速,+,qm,V,0,V=?,(,一,),、,带电粒子在电场中的加速,1.,加速电场模型,2.,解题方法及思路分析,基本思路：,1.,在匀强电场中,(1),牛顿第二定律与运动规律综合处理,(2),动能定理,2.,在非匀强电场中,应用能量观点分析问题,.,*,需注意带电粒子与带电微粒的区别,.,3.,分析结果,:,速度与电势差,U,、比荷有关，与距离,d,无关,例,1,：,已知：,U=2500V,，初速为,0,，求：电子穿出时的,速度？,带电粒子：质子，电子，粒子等无特殊说明都不计重力，但要考虑其动能。,例,2,:,三块相同的金属平行板,A,、,B,、,D,自上而下水平放置,间距分别为,h,和,d,如图所示,.A,、,B,两板中心开孔,在,A,板的开孔上搁有一金属容器,P,且与,A,板接触良好,其内盛有导电液体,.A,板通过闭合的电键与电池的正极相连,B,板与电池的负极相连并接地,电池提供,A,、,B,两极板电压为,U,0,容器,P,内的液体在底部小孔,O,处形成质量为,m,带电量为,q,的液滴后自由下落,穿过,B,板的开孔,O,落在,D,板上,其电荷被,D,板吸咐,液体随即蒸发,接着容器顶部又形成相同的液滴自由下落,如此继续,设整个装置放在真空中,.,求,:,(1),第一个液滴到达,D,板的速度为多少,?,(2)D,板最终可达到的电势为多少,?,P,O,O,A,B,D,S,U,0,h,d,分析,:(1),电键闭合,AB,组成的电容器两板间电压不变,(,由于,C,一定,Q,也保持不变,).,在第一滴液滴下落至,D,过程中,重力、电场力对对带电液滴做功,由动能定理得,:,由此解得,:,(2),设想某一液滴恰不能到达,D,板,根据动能定理有,:,解得,:,应用,:,直线加速器,粒子在每个加速电场中的运动时间相等，因为交变电压的变化周期相同,1,：非匀强电场中,如何计算？,电场力做功，只于始末位置电势差有关,2,：若带正电粒子以,V,0,负板向,正板运动，分析,粒子运动情况,明确粒子,V,，,a,的,变化情况,思 考：,3.,若粒子以初速度,V,0,沿,垂直,场强方向进入电场，,离子的运动情况如何？,d,+,+,+,+,+,+,-,-,-,-,-,-,l,v,0,d,-,q,v,v,0,v,y,S,1.,粒子穿越电场的时间,t=?,2.,粒子离开电场的速度,V=,？,3.,粒子离开电场时的偏角,=,？,4.,沿垂直于板面方向偏移的距离,=,？,5.S,=?,(,二,),、,带电粒子在电场中的偏转,侧,移量,:,偏转角度,:,粒子好象是从入射线中点直接射出来的,类平抛运动,电子枪,荧光屏,偏转电极,+,-,X,X,、,y,、,y,X,X,、,y,、,y,亮斑,如果在偏转电极,XX,、,YY,上,不加电压，电子如何运动？如果在偏转电极,XX,上不加电压，偏转电极,YY,上加电压电子又如何运动？,三、示波器的原理,课堂小结,一、带电粒子的加速,1,、运动状态：带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场，,受到的电场力与运动方向在同一直线上，做匀加（或匀减）速,直线运动。,2,、功能关系：粒子动能的变化量等于电场力所做的功。,qU,=m,v,t,2,/2-,m,v,0,2,/2,二、带电粒子的偏转,1,、运动状态：带电粒子以速度,v,0,垂直于电场线方向射入匀强,电场时，受到恒定的与初速度方向垂直的电场力作用而做匀,变速曲线运动。,2,、偏转问题的处理方法：类似于平抛运动的处理。,沿,初速度方向为匀速直线运动,运动时间：,t=L/v,0,沿电场力方向为初速度为零的匀加速直线运动,加速度：,a=F/m=,qE/m,=,qu/md,P,38,练习第,4,题,让一价氢,离子、一价氦离子和二价氦离子的混合物经过同一加速电场由静止开始加速，然后在同一偏转电场里偏转，它们是否会分为三股？请说明理由。,比较离子在偏转电场的侧移距离,y,如果,y,不相同,比较离子是否以相同偏角,射出,如果,y,相同,如果,不相同,会分为三股,如果,相同,不会分为三股,会分为三股,例3,：一个初速度为零的电子，在场强为,4.010,3,V/m,的匀强电场中被加速，求经过,2.010,-8,s,后，电子的速度和动能。,(,电子质量为,0.9110,-30,kg),解：,电子在匀强电场中的加速度,:,a=F/m=,eE/m,速度,:v=at=,eEt/m,=1.410,7,m/s,动能,E,k,=,=8.910,-17,J,一动能为,1000eV,的电子，沿着与电场垂直的方向进入匀强偏转电场，已知偏转电极长,6.0cm,，相距离,1cm,，偏转电压,4.0V,，求电子离开偏转电场时的偏转角度。,课堂练习,
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