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1,9,带电粒子在电场中的运动,19带电粒子在电场中的运动,2,1,能应用静电力、电场强度等概念研究带电粒子在电场中运动时的加速度、速度和位移等物理量的变化,2,能应用静电力做功、电势、电势差、等势面等概念研究带电粒子在电场中运动时的能量转化,3,了解示波管的工作原理，体会静电场知识对科学技术的影响,.,21能应用静电力、电场强度等概念研究带电粒子在电场中运动时,3,远小于,忽略,动能定理,3远小于 忽略 动能定理,4,二、带电粒子的偏转,1,进入电场的方式：,以初速度,v,0,垂直于电场方向进入匀强电场,2,运动特点,4二、带电粒子的偏转,5,3,运动规律,53运动规律,6,电子枪,偏转电极,荧光屏,6电子枪 偏转电极 荧光屏,7,信号电压,扫描电压,7信号电压 扫描电压,8,8,9,9,10,(1),力和运动关系,牛顿第二定律,根据带电粒子所受的电场力，用牛顿第二定律确定加速度，结合运动学公式确定带电粒子的速度、位移等这种方法通常适用于粒子在恒力作用下做匀变速直线运动的情况,(2),功和能的关系,动能定理等,根据电场力对带电粒子所做的功引起带电粒子的能量发生变化，利用动能定理等研究全过程中能量的转化，研究带电粒子的速度变化、经过的位移等，这种方法既适用于匀强电场也适用于非匀强电场,10(1)力和运动关系牛顿第二定律,11,11,12,12,13,13,14,14,15,15,16,16,17,(2),在,XX,(,或,YY,),加电压时：若所加电压稳定，则电子被加速，偏转后射到,XX,(,或,YY,),所在直线上某一点，形成一个亮斑,(,不在中心,),17(2)在XX(或YY)加电压时：若所加电压稳定，则电,18,18,19,(3),示波管实际工作时，竖直偏转板和水平偏转板都加上电压，一般地，加在竖直偏转板上的电压是要研究的信号电压，加在水平偏转板上的电压是扫描电压，若两者周期相同，在荧光屏上就会显示出信号电压在一个周期内随时间变化的波形图,19(3)示波管实际工作时，竖直偏转板和水平偏转板都加上电压,20,2,答案,1.,电子束受电场力的方向指向,Y,板，电子打在荧光屏,Y,轴的正半轴,(,上半轴,),上的某点图略,电子束受电场力的方向指向,X,板，电子打在荧光屏,X,轴的正半轴,(,右半轴,),上的某点图略,202答案1.电子束受电场力的方向指向Y板，电子打在荧光,21,2,当电压变化很快时，亮斑移动很快，由于视觉暂留和荧光屏物质的残光特性，亮斑的移动看起来就成为一条与,y,轴重合的亮线画图略,3,看到的图形是一条与,y,轴平行的亮线，第,(1),问在,、,象限，第,(2),问在,、,象限画图略,4,图形如右图所示,212当电压变化很快时，亮斑移动很快，由于视觉暂留和荧光屏,22,【,典例,1】,如图,1,9,5,所示，在点电荷,Q,的电场中有,A,、,B,两点，将质子和,粒子分别从,A,点由静止释放到达,B,点时，它们的速度大小之比为多少？,22【典例1】 如图195所示，在点电荷Q的电场中有A,23,借题发挥,该电场为非匀强电场，带电粒子在,AB,间的运动为变加速运动，不可能通过力和加速度的途径解出该题，但注意到电场力做功,W,qU,这一关系对匀强电场和非匀强电场都适用，因此从能量的角度入手，由动能定理来解该题很方便,23借题发挥该电场为非匀强电场，带电粒子在AB间的运动为变,24,【,变式,1】,如图,1,9,6,所示，电子由静止开始从,A,板向,B,板运动，到达,B,板的速度为,v,，保持两板间的电压不变，则,(,),A,当减小两板间的距离时，速度,v,增大,B,当减小两板间的距离时，速度,v,减小,C,当减小两板间的距离时，速度,v,不变,D,当减小两板间的距离时，电子在两板间运动的时间变长,24【变式1】 如图196所示，电子由静止开始从A板向B,25,答案,C,25答案C,26,26,27,A,增大两板间的电势差,U,2,B,尽可能使板长,L,短些,C,尽可能使板间距离,d,小一些,D,使加速电压,U,1,升高一些,27A增大两板间的电势差U2,28,答案,C,借题发挥,解答本题的关键是要通过读题理解灵敏度的物理含义，然后通过运算得出灵敏度的表达式来加以分析选择,28答案C,29,【,变式,2】,示波管是一种多功能电学仪器，它的工作原理可以等效成下列情况：如图,1,9,8,所示，真空室中电极,K,发出电子,(,初速度不计,),，经过电压为,U,1,的加速电场后，由小孔,S,沿水平金属板,A,、,B,间的中心线射入板中金属板长为,L,，相距为,d,，当,A,、,B,间电压为,U,2,时电子偏离中心线飞出电场打到荧光屏上而显示亮点已知电子的质量为,m,、电荷量为,e,，不计电子重力，下列情况中一定能使亮点偏离中心距离变大的是,(,),A,U,1,变大，,U,2,变大,B,U,1,变小，,U,2,变大,C,U,1,变大，,U,2,变小,D,U,1,变小，,U,2,变小,29【变式2】 示波管是一种多功能电学仪器，它的工作原理可以,30,30,31,答案,B,31答案B,32,【,典例,3】,在如图,1,9,9,所示的平行板电容器的两板,A,、,B,上加如图,1,9,10,、,所示的两种电压，开始,B,板的电势比,A,板高在电场力作用下原来静止在两板中间的电子开始运动若两板间距足够大，且不计重力，试分析电子在两种交变电压作用下的运动情况，并画出相应的,v,t,图象,32【典例3】 在如图199所示的平行板电容器的两板A、,33,33,34,答案,见解析,借题发挥,正负半周期电压相等则电场强度大小相同，带电粒子的加速度大小相等，粒子的位移大小也相等，加速过程和减速过程具有对称性,34答案见解析,35,【,变式,3】,在如图,1,9,11,甲所示平行板电容器,A,、,B,两板上加上如图,1,9,11,乙所示的交变电压，开始,B,板的电势比,A,板高，这时两板中间原来的静止的电子在电场力作用下开始运动，设电子在运动中不与极板发生碰撞，则下述说法正确的是,(,不计电子重力,)(,),35【变式3】 在如图1911甲所示平行板电容器A、B两,36,A,电子先向,A,板运动，然后向,B,板运动，再返回,A,板做周期性来回运动,B,电子一直向,A,板运动,C,电子一直向,B,板运动,D,电子先向,B,板运动，然后向,A,板运动，再返回,B,板做来回周期性运动,解析,由运动学和动力学规律画出如右图所示的,V,t,图象可知，电子一直向,B,板运动，,C,正确,36A电子先向A板运动，然后向B板运动，再返回A板做周期性,37,带电粒子的加速,1,如图,1,9,12,所示，电量和质量都相同的带正电粒子以不同的初速度通过,A,、,B,两板间的加速电场后飞出，不计重力的作用，则,(,),A,它们通过加速电场所需的时间相等,B,它们通过加速电场过程中动能的增量相等,C,它们通过加速电场过程中速度的增量相等,D,它们通过加速电场过程中电势能的减少量相等,37带电粒子的加速,38,解析,由于电量和质量相等，因此产生的加速度相等，初速度越大的带电粒子经过电场所用时间越短，,A,错误；加速时间越短，则速度的变化量越小，,C,错误；由于电场力做功,W,qU,与初速度及时间无关，因此电场力对各带电粒子做功相等，则它们通过加速电场的过程中电势能的减少量相等，动能增加量也相等，,B,、,D,正确,答案,BD,38解析由于电量和质量相等，因此产生的加速度相等，初速度越,39,带电粒子的偏转,2,如图,1,9,13,所示，有一带电粒子贴着,A,板沿水平方向射入匀强电场，当偏转电压为,U,1,时，带电粒子沿轨迹从两板正中间飞出；当偏转电压为,U,2,时，带电粒子沿轨迹落到,B,板中间；设粒子两次射入电场的水平速度相同，则两次偏转电压之比为,(,),39带电粒子的偏转,40,40,41,带电粒子在交变电场中的运动,3,如图,1,9,14(a),所示，两个平行金属板,P,、,Q,竖直放置，两板间加上如图,1,9,14(b),所示的电压,t,0,时，,Q,板比,P,板电势高,5 V,，此时在两板的正中央,M,点放一个电子，速度为零，电子在静电力作用下运动，使得电子的位置和速度随时间变化假设电子始终未与两板相碰在,0,t,810,10,s,的时间内，这个电子处于,M,点的右侧、速度方向向左且大小逐渐减小的时间是,(,),41带电粒子在交变电场中的运动,42,A,0,t,210,10,s,B,210,10,s,t,410,10,s,C,410,10,s,t,610,10,s,D,610,10,s,t,810,10,s,42A0t21010 s,43,单击此处进入 活页规范训练,43单击此处进入 活页规范训练,44,44,
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