2013届高考物理核心要点突破系列课件：第13章 第十节《带电粒子在匀强电场中的运动》(人教版选修3-1)

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,*,*,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,*,*,*,第九节带电粒子在匀强电场中的运动,第十节静电的利用和防止,(,略,),第九节带电粒子在匀强电场中的运动,1,目标概览,学习目标：,1.,理解带电粒子在电场中的运动规律，并能分析解决加速和偏转的问题,2,知道示波管的基本原理,重点难点：,1.,重点：带电粒子在匀强电场中的运动规律,2,难点：综合应用力学和电学知识处理偏转问题,学法指导：尝试用运动和能量两种方法解决带电粒子的运动，体会两种方法的各自的优点,目标概览,2,核心要点突破,课堂互动讲练,随堂达标自测,第,九,节,带电粒子在匀强电场中的运动,基础知识梳理,课时活页训练,核心要点突破课堂互动讲练随堂达标自测第基础知识梳理课时活页,3,基础知识梳理,qU,基础知识梳理qU,4,二、带电粒子的偏转,如图,13,9,1,所示，质量为,m,，电荷量为,q,的带电粒子以速度,v,0,沿带电平行板电容器的中线进入电场，设板长,l,，板间相距,d,，两极板间电压为,U,，不计粒子的重力，忽略电容器的边缘效应，认为带电粒子从进入到离开电容器一直在匀强电场中运动,图,13,9,1,二、带电粒子的偏转如图1391所示，质量为m，电荷量为,5,1,偏转的距离,y,沿电场线方向做,_,直线运动，加速度,a,F,/,m,_,qU,/,md,.,射出电场时沿电场线方向偏转的距离,y,at,2,/2,，其中,t,为飞行时间,垂直于电场线方向做,_,运动，由,_,可求得,t,l,/,v,0,，将,a,和,t,代入,y,at,2,/2,得,y,_.,匀加速,匀速,l,v,0,t,1偏转的距离y匀加速匀速lv0t,6,思考,(1),在处理带电粒子在电场中的运动时，什么情况下，用运动学观点和能量观点都能处理？什么情况下，不能用运动学观点求解,？,(2),在处理带电粒子在匀强电场中偏转问题时，与处理物体的平抛运动有哪些相似之处？,思考,7,【,思考,提示,】,(1),若在匀强电场中加速，可根据运动学观点或能量观点来处理,若在非匀强电场中加速，则只能根据能量观点,.,(2),都利用运动分解处理,【思考提示】,8,三、示波管的工作原理,1,示波管的结构,示波管的核心部件是,_,，示波管由,_,、,_,和,_,组成，管内抽成,_,示波管,电子枪,偏转电极,荧光屏,真空,三、示波管的工作原理示波管电子枪偏转电极荧光屏真空,9,电子,图,13,9,2,电子图1392,10,(2),示波管的原理图,图,13,9,3,图,13,9,4,(2)示波管的原理图图1393图1394,11,2013届高考物理核心要点突破系列课件：第13章 第十节带电粒子在匀强电场中的运动(人教版选修3-1),12,2013届高考物理核心要点突破系列课件：第13章 第十节带电粒子在匀强电场中的运动(人教版选修3-1),13,核心要点突破,一、带电粒子的重力是否考虑？,在带电粒子的加速或偏转问题的讨论中，经常会遇到是否考虑重力的困惑,核心要点突破一、带电粒子的重力是否考虑？,14,若所讨论的问题中，带电粒子受到的重力远远小于电场力，即,mg,qE,，则可忽略重力的影响譬如，一电子在电场强度为,4.010,3,V/m,的电场中，它所受的电场力,F,eE,6.410,16,N,，它所受的重力,G,mg,9.010,30,N,，,F,/,G,7.110,13,.,可见，重力在此问题中的影响微不足道，完全应该略去不计此时若考虑了重力，反而会给问题的解决带来不必要的麻烦，要指出的是，忽略粒子的重力并不是忽略粒子的质量,若所讨论的问题中，带电粒子受到的重力远远小于电场力，即mg,15,反之，若带电粒子所受的重力跟电场力可以比拟，譬如，在密立根油滴实验中，带电油滴在电场中平衡，显然这时就必须考虑重力了若再忽略重力，油滴平衡的依据就不存在了,总之，是否考虑带电粒子的重力要根据具体情况而定,反之，若带电粒子所受的重力跟电场力可以比拟，譬如，在密立根油,16,一般说来：,(1),基本粒子：如电子、质子、,粒子、离子等除有说明或有明确的暗示以外，一般都不考虑重力,(,但并不忽略质量,),(2),带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或有明确的暗示以外，一般都不能忽略重力,一般说来：,17,二、两个重要的结论,图,13,9,5,二、两个重要的结论图1395,18,2013届高考物理核心要点突破系列课件：第13章 第十节带电粒子在匀强电场中的运动(人教版选修3-1),19,由式可知，粒子的偏角与粒子,q,、,m,无关，仅决定于加速电场和偏转电场即不同的带电粒子从静止经过同一电场加速后进入同一偏转电场后，它们在电场中的偏转角度总是相同的，它们的运动轨迹一定重合,由式可知，粒子的偏角与粒子q、m无关，仅决定于加速电场和偏,20,2013届高考物理核心要点突破系列课件：第13章 第十节带电粒子在匀强电场中的运动(人教版选修3-1),21,即时训练,(2011,年南京模拟,),一束一价正离子流垂直于电场方向进入匀强电场，若它们飞出电场的偏转角相同，如图,13,9,6,所示，则可以判断它们进入电场时,(,),A,一定具有相同的质量,B,一定具有相同的速度,C,一定具有相同的动能,D,一定具有相同的动量,图,13,9,6,即时训练图1396,22,2013届高考物理核心要点突破系列课件：第13章 第十节带电粒子在匀强电场中的运动(人教版选修3-1),23,三、带电粒子在复合场中的运动问题,带电粒子在复合场,(,电场、重力场,),中，除受电场力外，还要考虑所受重力，即两个场力，此外是否还有弹力、摩擦力，再根据条件确定，解决此类问题一般先要对粒子进行受力分析，利用牛顿运动定律结合运动学公式或动能定理解决,三、带电粒子在复合场中的运动问题,24,特别提醒,粒子的运动情况取决于粒子的受力和初状态：,1,直线运动：不受力,(,或受平衡力,),或合力与初速度在一条直线上,2,曲线运动：合力与速度不平行,3,圆周运动：合外力提供向心力,特别提醒,25,四、用两种观点解决带电体在电场中运动问题,1,运动学观点,(1),运动学观点：是指用匀变速运动的公式来解决实际问题，一般有两种情况,带电粒子的初速度方向与电场线共线，则粒子做匀变速直线运动,带电粒子的初速度方向垂直电场线，则粒子做匀变速曲线运动,(,类似于平抛运动,),四、用两种观点解决带电体在电场中运动问题,26,(2),当粒子在电场中做匀变速曲线运动时，一定要采取平抛运动的解决方法：,两个方向分别研究，即采用分解的方法，要分解位移还是分解速度要视具体情况而定,两个方向上的运动是同步的,(2)当粒子在电场中做匀变速曲线运动时，一定要采取平抛运动的,27,2,能量观点,首先对带电体受力分析，再分析运动形式，然后再根据具体情况选用公式计算,(1),若选用动能定理，则要分清有多少个力做功，是恒力做功还是变力做功，同时要明确初末状态及运动过程中动能的增量,2能量观点,28,(2),若选用能量守恒定律，则分清带电体在运动中共有多少种能参与转化，哪些能量是增加的，哪些能量是减少的，表达式有几种,初状态和末状态的能量相等，即,E,初,E,末,增加能量的总和等于减少能量的总和，即,E,增,E,减,这种方法不仅适用于匀变速运动，对非匀变速运动,(,非匀强电场中,),也同样适用,(2)若选用能量守恒定律，则分清带电体在运动中共有多少种能参,29,特别提醒,运动学公式只适用于处理匀强电场中的运动问题，而能量观点更普遍适用于各种电场中的运动，所以应随时想到应用能量观点处理带电粒子的运动问题，可能对解题带来方便,特别提醒,30,课堂互动讲练,带电粒子的加速问题,例,1,图,13,9,7,课堂互动讲练带电粒子的加速问题例1图1397,31,A,电子到达,B,板时动能为,eU,B,电子从,B,到,C,动能变化为零,C,电子到,D,板时动能为,3,eU,D,电子在,A,板与,D,板间往复运动,【,解析,】,电子在,A,、,B,间加速，加速电压为,U,，故选项,A,对；,B,、,C,板间电压为零，故,B,也对；电子在,C,、,D,板间做减速运动，且电压为,2,U,，故到不了,D,板，所以选项,C,错而,D,对,A电子到达B板时动能为eU,32,【,答案,】,C,【,思维升华,】,(1),若在匀强电场中加速，可根据运动学观点或能量观点来处理,(2),若在非匀强电场中加速，则只能根据能量观点,【答案】C,33,带电粒子的偏转,例,2,一个质量为,m,，带电荷量为,q,的粒子，以初速度为零进入一个电压为,U,1,的加速电场加速后，又垂直进入一个电压为,U,2,的偏转电场，经偏转电场偏转后打在荧光屏上，整个装置的其他参量如图,13,9,8,所示试求：,带电粒子的偏转例2 一个质量为m，带电,34,图,13,9,8,(1),射出偏转电场时的偏转距离；,(2),射出偏转电场时的偏转角的正切值；,(3),打在荧光屏上的位置到中心点,O,的距离,图1398(1)射出偏转电场时的偏转距离；,35,2013届高考物理核心要点突破系列课件：第13章 第十节带电粒子在匀强电场中的运动(人教版选修3-1),36,2013届高考物理核心要点突破系列课件：第13章 第十节带电粒子在匀强电场中的运动(人教版选修3-1),37,2013届高考物理核心要点突破系列课件：第13章 第十节带电粒子在匀强电场中的运动(人教版选修3-1),38,【,思维升华,】,这是一个先加速又偏转的综合题粒子先在,U,1,的电场中加速后获得一定速度，进入,U,2,的电场中做类平抛运动，射出偏转电场后不受任何力，做匀速直线运动直至打在荧光屏上,【思维升华】这是一个先加速又偏转的综合题粒子先在U1的电,39,带电粒子在复合场中的运动,如图,13,9,9,所示，要使一质量为,m,，电荷量为,q,的小球能水平沿直线加速，需要外加一匀强电场已知平行金属板间距离为,d,，与水平面夹角为,，要使此小球从,A,板左端沿直线从静止沿水平方向被加速，恰从,B,板的右端,射出，求两金属板间所加电压,U,是多少？小球从,B,板右端射出时,的速度是多大？,(,重力加速度为,g,),例,3,图,13,9,9,带电粒子在复合场中的运动 如图13,40,图,13,9,10,图13910,41,2013届高考物理核心要点突破系列课件：第13章 第十节带电粒子在匀强电场中的运动(人教版选修3-1),42,【,思维升华,】,解决此类问题要根据物体的运动情况，首先明确受力分析，然后列平衡方程或牛顿第二定律的方程，或用功和能的关系列方程求解其基本的解题思路、方法和所用的规律都跟力学问题相一致,【思维升华】解决此类问题要根据物体的运动情况，首先明确受,43,随堂达标自测,随堂达标自测,44,课时活页训练,课时活页训练,45,本部分内容讲解结束,点此进入课件目录,按,ESC,键退出全屏播放,谢谢使用,本部分内容讲解结束点此进入课件目录按ESC键退出全屏播放谢谢,46,