8带电粒子在电场中的运动(精品课件)

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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问题．※知道示波管的构造和基本原理带电粒子在电场中受静电力作用，我们可以利用电场来控制粒子，使它加速或偏转．如图所示是示波器的核心部件——示波管．带电粒子在电场中的运动有什么规律呢？1．真空中有一对平行板，A板接电源的正极，B板接电源的负极，两板间形成匀强电场，在两板间若要加速一个电子，获得最大的速度，该电子应从哪个极板释放？．若板间电势差为U，电子质量为m、电荷量为q，加速后的最大速度为B板2．带电粒子质量为m、电荷量为e，以初速度v0垂直电场线进入匀强电场，由于静电力的作用，带电粒子将发生偏转

2、．若偏转电场的极板长为l，板间距离为d，偏转电势差为U，则粒子离开电场时的偏转距离偏转角度为θ，则3．示波器的核心部件是示波管，示波管是真空管，主要由三部分组成，这三部分分别是：．电子枪、偏转电极、荧光屏(1)运动状态分析：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条直线上，作匀加速(或匀减速)直线运其加速度为(2)功能观点分析：带电粒子动能的变化量等于电场力做的功(适用于一切电场)．①若粒子的初速度为零，则mv2＝qU，②若粒子的初速度不为零，则特别提醒：静止的带电粒子在匀强电场中只受电场力作用将做匀加速直线运动，如果是匀强

3、电场就跟物体在重力场中的自由落体运动相似；而当初速度与电场力在一条直线上时，做初速度不为零的匀变速运动．如果是非匀强电场中，加速度变化，带电粒子做非匀变速直线运动．(2009·山东实验中学)一个带正电的微粒放在电场中，场强的大小和方向随时间变化的规律如图所示．带电微粒只在电场力的作用下，在t＝0时刻由静止释放．则下列说法中正确的是()A．微粒在0～1s内的加速度与1～2s内的加速度相同B．微粒将沿着一条直线运动C．微粒做往复运动D．微粒在第1s内的位移与第3s内的位移相同解析：根据题意作出带电粒子在交变电场中的运动的v－t图象，如图所示．由图可知在0～1

4、s内与1～2s内的加速度大小相等方向相反，故A错．微粒速度方向一直为正，始终沿一直线运动，B对，C错．阴影部分面积为对应的第1s、第3s和第5s内的位移，故D对．所以答案为BD.答案：BD(1)运动状态分析：带电粒子以速度v0垂直于电场线方向飞入两带电平行板产生的匀强电场中，受到恒定的与初速度方向成90°角的电场力作用而做匀变速曲线运动．(2)运动的分析处理方法：应用运动的合成与分解知识，用类似平抛运动的方法分析处理．①沿初速度方向做速度为v0的匀速直线运动．②沿电场力方向做初速度为零的匀加速直线运动．粒子离开电场时的偏转距离离开电场时的偏转角φ：若m、

5、q各不相同的带电粒子从静止经过同一电场加速(加速电压为U加)，再进入同一偏转电场(偏转电压为U偏)，则其偏移量y和偏转角θ各为多少？有何特点？解析：经加速后的速度v0＝故偏移量偏转角tanθ＝(与电荷的m、q无关)即偏移量y和偏转角θ均与m、q无关.(1)主要构造：电子枪、偏转电极、荧光屏．(2)原理：XX′电极使电子束作横向(面向荧光屏而言)的水平匀速扫描，YY′电极使电子束随信号电压的变化在纵向作竖直方向的扫描，这样就在荧光屏上出现了随时间而展开的信号电压的波形．显然，这个波形是电子束同时参与两个相互垂直的分运动合成的结果．误区1：在对带电粒子的加速

6、或偏转问题的讨论中，经常会遇到是否考虑重力的困惑．点拨：若在所讨论的问题中，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．要指出的是，忽略粒子的重力并不是忽略粒子的质量．是否考虑带电粒子的重力要根据具体情况而定．(1)基本粒子：如电子、质子、α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、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．在图所示的装置中，A、B是真空中竖直放置的两块平行金属板，它们与调压电路相连，两板间的电压可以根据需要而改变．当两板间的电压为U时，

7、质量为m、电量为－q的带电粒子，以初速度v0从A板上的中心小孔沿垂直两板的虚线射入电场中，在非常接近B板处沿原路返回，在不计重力的情况下，要想使带电粒子进入电场后在A、B板的中点处返回，可以采用的办法是()A．使带电粒子的初速度变为v0/2B．使A、B板间的电压增加到2UC．使初速度v0和电压U都减小到原来的一半D．使初速度v0和电压U都增加到原来的2倍解析：带电粒子进入电场后做匀减速直线运动，加速度大小为，其中d是A、B板间的距离．带电粒子进入电场中的位移为由此式可见：①当v0变为原来的1/2时，位移为原来的1/4；②当U变为原来的2倍时，位移为原来的

8、1/2；③当v0与U同时变为原来的1/2时，位移为原来的1/2；④当v0与U同时