帶電粒子在電場中運(yùn)動(dòng)_課件.ppt

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1、儀器名稱：示波器型號(hào)：COS5100系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，數(shù)以10億計(jì)的電子就將從這條加速管中以接近光速?zèng)_進(jìn)儲(chǔ)存環(huán)中發(fā)生碰撞北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)加速器的起點(diǎn)導(dǎo)入新課：高中物理新課程人教版帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)Evv制作：宋建斌新課教學(xué)教學(xué)三維目標(biāo)：一、知識(shí)與技能1、了解帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)——只受電場力，帶電粒子做勻變速運(yùn)動(dòng)。2、重點(diǎn)掌握初速度與場強(qiáng)方向垂直的帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)(類平拋運(yùn)動(dòng))。3、知道示波管的主要構(gòu)造和工作原理。二、過程與方法培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用力學(xué)和電學(xué)的知識(shí)分析解決帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)。三、情感態(tài)度與價(jià)值觀1、滲透物理學(xué)方法的教育：運(yùn)用理想化

2、方法，突出主要因素，忽略次要因素，不計(jì)粒子重力。2、培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問題的能力，體會(huì)物理知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用。帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)一、帶電粒子的平衡二、帶電粒子的加速三、帶電粒子的偏轉(zhuǎn)四、示波管的原理帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)★研究帶電粒子運(yùn)動(dòng)的主要工具：電場力加速度電場力的功動(dòng)能定理F=qEa=F/mW=qU帶電粒子在電場中運(yùn)動(dòng)1.帶電的基本粒子：電子、質(zhì)子、離子等微觀帶電粒子所受重力一般遠(yuǎn)小于電場力，重力可以忽略（有說明或暗示除外）。注意：忽略粒子的重力并不是忽略粒子的質(zhì)量.提取題目信息的幾點(diǎn)注意：2.帶電微粒：如帶電小球、液滴、油滴、塵埃等。除非有說明或明確

3、的暗示以外，一般都考慮重力。3.某些帶電體是否考慮重力，要根據(jù)題目暗示或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來判定例：帶電粒子在電場中處于靜止?fàn)顟B(tài)，該粒子帶正電還是負(fù)電?+++++++-------Eqmg分析：帶電粒子處于靜止?fàn)顟B(tài)，∑F＝0，Eq=mg，因?yàn)樗苤亓ωQ直向下，所以所受電場力必為豎直向上。又因?yàn)閳鰪?qiáng)方向豎直向下，所以帶電體帶負(fù)電。一、帶電粒子的平衡：若帶電粒子在電場中所受合力為零時(shí)，將保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。二、帶電粒子的加速如圖所示，在真空中有一對(duì)平行金屬板，兩板間加以電壓U。兩板間有一帶正電荷q的帶電粒子。它在電場力的作用下，由靜止開始從正極板向負(fù)極板運(yùn)動(dòng)

4、，到達(dá)負(fù)板時(shí)的速度有多大？(不考慮粒子的重力）qUm+_帶電粒子的加速dqUm+_帶電粒子的加速d1、受力分析:水平向右的電場力F＝Eq=qU/dF2、運(yùn)動(dòng)分析:初速度為零，加速度為a=qU/md的向右勻加速直線運(yùn)動(dòng)。解法一　運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)求解解法二由動(dòng)能定理可得帶電粒子的減速？例題1：實(shí)驗(yàn)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(shí)的速度為零。解：由動(dòng)能定理可得代入數(shù)據(jù)得：v=3×若初速度不為零到達(dá)負(fù)板時(shí)的速度有多

5、大？++++++++________UUE加速勻速勻速+qmV0V=?二、帶電粒子的加速_++++++_____勻速勻速加速(+q,m)加速后粒子的速度怎樣計(jì)算呢？由動(dòng)能定理可得U由牛頓定律得：若在勻強(qiáng)電場中思考題如兩極板間不是勻強(qiáng)電場該用何種方法求解？為什么？由于電場力做功與場強(qiáng)是否勻強(qiáng)無關(guān)，與運(yùn)動(dòng)路徑也無關(guān)，第二種方法仍適用！學(xué)生練習(xí)1如圖所示,水平放置的A、B兩平行金屬板相距為d,現(xiàn)有質(zhì)量為m,電量為-q的小球,從距A板高h(yuǎn)處自由下落,通過小孔C進(jìn)入電場,但沒能到達(dá)B板,求AB間電勢(shì)差的最小值？hdCBA解：（動(dòng)能定理）在整個(gè)過程中，由動(dòng)能定理得：m

6、g(h+d)-qUmin=0Umin=mg(h+d)/q結(jié)論：由于電場力做功與場強(qiáng)是否勻強(qiáng)無關(guān)，與運(yùn)動(dòng)路徑也無關(guān)，所以在處理電場對(duì)帶電粒子的加速問題時(shí)，一般都是利用動(dòng)能定理進(jìn)行處理。1、研究帶電粒子在電場中運(yùn)動(dòng)的兩條主要線索（1）力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系——牛頓第二定律（2）功和能的關(guān)系——?jiǎng)幽芏ɡ?、研究帶電粒子在電場中運(yùn)動(dòng)的兩類重要的思維技巧（1）類比與等效電場力和重力都是恒力，在電場力作用下的運(yùn)動(dòng)可與重力作用下的運(yùn)動(dòng)類比（2）整體法(全過程法)電場力的功與重力的功一樣，都只與始末位置有關(guān)，與路徑無關(guān)．它們分別引起電荷電勢(shì)能的變化和重力勢(shì)能的變化，從電荷運(yùn)動(dòng)的全

7、過程中功能關(guān)系出發(fā)(尤其從靜止出發(fā)末速度為零的問題)往往能迅速找到解題入口或簡化計(jì)算．小結(jié)：三、帶電粒子的偏轉(zhuǎn)UL++++++------YdY′如圖所示，在真空中水平放置一對(duì)金屬板Y和Y’，板間距離為d。在兩板間加以電壓U，一電荷量為q質(zhì)量為m的帶電粒子從極板中央以水平速度v0射入電場。試分析帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)情況。(不計(jì)粒子的重力)v0q類平拋運(yùn)動(dòng)帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)三、帶電粒子的偏轉(zhuǎn)：（側(cè)移距離）分析方法沿初速度方向——?jiǎng)蛩僦本€運(yùn)動(dòng)沿電場力方向——初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)類平拋運(yùn)動(dòng)與粒子比荷q/m成正比與粒子初速度v0平方成反比與電場的屬性U

8、、l、d有關(guān)帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)三、帶電粒子的偏轉(zhuǎn)：加速度:飛行