[理學(xué)]2013-2014學(xué)年高中物理 第1章 第9節(jié) 第1課時(shí) 帶電粒子在電場(chǎng)中的加速和偏轉(zhuǎn) 新人教版選修ppt課件

1、同步導(dǎo)學(xué)方案課后強(qiáng)化演練第第9節(jié)帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)節(jié)帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)第第1課時(shí)帶電粒子在電場(chǎng)中的加速和課時(shí)帶電粒子在電場(chǎng)中的加速和偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)帶電粒子在電場(chǎng)中的加速帶電粒子在電場(chǎng)中的加速1電場(chǎng)中的帶電粒子的分類電場(chǎng)中的帶電粒子的分類(1)帶電的根本粒子：如電子、質(zhì)子、帶電的根本粒子：如電子、質(zhì)子、粒子、正離粒子、正離子、負(fù)離子等，這些粒子所受重力和電場(chǎng)力相比要小得子、負(fù)離子等，這些粒子所受重力和電場(chǎng)力相比要小得多，除非有特別的闡明或明確的標(biāo)示，普通都不思索重多，除非有特別的闡明或明確的標(biāo)示，普通都不思索重力力(但并不能忽略質(zhì)量但并不能忽略質(zhì)量)教 材 要 點(diǎn) 解 讀對(duì)應(yīng)學(xué)生用書對(duì)應(yīng)學(xué)生用

2、書P33(2)帶電微粒：如帶電小球、液滴、塵埃等，除非有帶電微粒：如帶電小球、液滴、塵埃等，除非有特別的闡明或明確的標(biāo)示，普通都要思索重力某些帶特別的闡明或明確的標(biāo)示，普通都要思索重力某些帶電體能否思索重力，要根據(jù)標(biāo)題闡明或運(yùn)動(dòng)形狀來斷電體能否思索重力，要根據(jù)標(biāo)題闡明或運(yùn)動(dòng)形狀來斷定定(1)對(duì)帶電粒子進(jìn)展受力分析，運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)分析、做功對(duì)帶電粒子進(jìn)展受力分析，運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)分析、做功情況分析是選擇規(guī)律進(jìn)展解題的關(guān)鍵情況分析是選擇規(guī)律進(jìn)展解題的關(guān)鍵(2)選擇解題的方法時(shí)優(yōu)先從功能關(guān)系角度思索，由選擇解題的方法時(shí)優(yōu)先從功能關(guān)系角度思索，由于運(yùn)用功能關(guān)系列式簡(jiǎn)單、方便、不易出錯(cuò)于運(yùn)用功能關(guān)系列式簡(jiǎn)單、方便、不

3、易出錯(cuò)帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)1運(yùn)動(dòng)形狀分析運(yùn)動(dòng)形狀分析如下圖，電子以速度如下圖，電子以速度v0垂直于電場(chǎng)線方向飛入勻強(qiáng)垂直于電場(chǎng)線方向飛入勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，由于質(zhì)量電場(chǎng)時(shí)，由于質(zhì)量m很小，所以重力比電場(chǎng)力小得多，很小，所以重力比電場(chǎng)力小得多，重力可忽略不計(jì)電子只遭到恒定的與初速度方向成重力可忽略不計(jì)電子只遭到恒定的與初速度方向成90角的電場(chǎng)力作用而做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，類似于力學(xué)角的電場(chǎng)力作用而做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，類似于力學(xué)中的平拋運(yùn)動(dòng)中的平拋運(yùn)動(dòng)(軌跡為拋物線軌跡為拋物線)3偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的分析處置方法偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的分析處置方法平拋運(yùn)動(dòng)的研討方法是運(yùn)動(dòng)的合成和分解，帶電粒平拋運(yùn)動(dòng)的研討方法是

4、運(yùn)動(dòng)的合成和分解，帶電粒子垂直進(jìn)入電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)也可采用運(yùn)動(dòng)的合成和分解的子垂直進(jìn)入電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)也可采用運(yùn)動(dòng)的合成和分解的方法進(jìn)展假設(shè)帶電粒子僅受電場(chǎng)力作用以初速方法進(jìn)展假設(shè)帶電粒子僅受電場(chǎng)力作用以初速v0垂直垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)，那么做類平拋運(yùn)動(dòng)，分析時(shí)普通都是分進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)，那么做類平拋運(yùn)動(dòng)，分析時(shí)普通都是分解為兩個(gè)方向的分運(yùn)動(dòng)來處置解為兩個(gè)方向的分運(yùn)動(dòng)來處置(1)沿初速度方向?yàn)樗俣葹檠爻跛俣确较驗(yàn)樗俣葹関0的勻速直線運(yùn)動(dòng)；的勻速直線運(yùn)動(dòng)；(2)沿電場(chǎng)力方向?yàn)槌跛俣葹榱愕膭蚣铀龠\(yùn)動(dòng)沿電場(chǎng)力方向?yàn)槌跛俣葹榱愕膭蚣铀龠\(yùn)動(dòng)4對(duì)粒子的偏移量和偏轉(zhuǎn)角的討論對(duì)粒子的偏移量和偏轉(zhuǎn)角的討論如下圖，程度方向如下圖

5、，程度方向Lv0t，那么粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)，那么粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間動(dòng)時(shí)間tL/v0 (1)時(shí)間相等是兩個(gè)方向分運(yùn)動(dòng)間聯(lián)絡(luò)的橋梁時(shí)間相等是兩個(gè)方向分運(yùn)動(dòng)間聯(lián)絡(luò)的橋梁(2)假設(shè)帶電粒子除受電場(chǎng)力作用之外，還遭到重力假設(shè)帶電粒子除受電場(chǎng)力作用之外，還遭到重力作用或其他恒力作用，那么同樣要分解成兩個(gè)不同方向作用或其他恒力作用，那么同樣要分解成兩個(gè)不同方向的簡(jiǎn)單的直線運(yùn)動(dòng)來處置的簡(jiǎn)單的直線運(yùn)動(dòng)來處置(3)如選用動(dòng)能定理，那么要分清有多少個(gè)力做功，如選用動(dòng)能定理，那么要分清有多少個(gè)力做功，是恒力還是變力，以及初態(tài)和末態(tài)的動(dòng)能增量；如選用是恒力還是變力，以及初態(tài)和末態(tài)的動(dòng)能增量；如選用能量守恒定律，那么要

6、分清有多少種方式的能在轉(zhuǎn)化，能量守恒定律，那么要分清有多少種方式的能在轉(zhuǎn)化，哪種能量是添加的哪種能量是減少的哪種能量是添加的哪種能量是減少的(3)以一樣的初速度進(jìn)入同一個(gè)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的帶電粒以一樣的初速度進(jìn)入同一個(gè)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的帶電粒子，不論子，不論m、q能否一樣，只需能否一樣，只需q/m一樣，即荷質(zhì)比一一樣，即荷質(zhì)比一樣，那么偏轉(zhuǎn)間隔樣，那么偏轉(zhuǎn)間隔y和偏轉(zhuǎn)角和偏轉(zhuǎn)角一樣一樣(4)假設(shè)以一樣的初動(dòng)能假設(shè)以一樣的初動(dòng)能Ek0進(jìn)入同一個(gè)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，進(jìn)入同一個(gè)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，只需只需q一樣，不論一樣，不論m能否一樣，那么偏轉(zhuǎn)間隔能否一樣，那么偏轉(zhuǎn)間隔y和偏轉(zhuǎn)角和偏轉(zhuǎn)角一樣一樣(5)不同的帶電粒子經(jīng)同一加速電場(chǎng)加速

7、后不同的帶電粒子經(jīng)同一加速電場(chǎng)加速后(即加速電即加速電壓壓U一樣一樣)，進(jìn)入同一偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，那么偏轉(zhuǎn)間隔，進(jìn)入同一偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，那么偏轉(zhuǎn)間隔y和偏轉(zhuǎn)角和偏轉(zhuǎn)角一樣一樣對(duì)帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)問題也可以選擇動(dòng)能定對(duì)帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)問題也可以選擇動(dòng)能定理求解，但只能求出速度大小，不能求出速度方向，涉理求解，但只能求出速度大小，不能求出速度方向，涉及到方向問題，必需采用把運(yùn)動(dòng)分解的方法及到方向問題，必需采用把運(yùn)動(dòng)分解的方法.帶電粒子在電場(chǎng)中的加速帶電粒子在電場(chǎng)中的加速(2021福建高考福建高考)反射式速調(diào)管是常用的反射式速調(diào)管是常用的微波器件之一，它利用電子團(tuán)在電場(chǎng)中的振蕩來產(chǎn)生微微波器件之一，它利

8、用電子團(tuán)在電場(chǎng)中的振蕩來產(chǎn)生微波，其振蕩原理與下述過程類似如下圖，在虛線波，其振蕩原理與下述過程類似如下圖，在虛線MN兩兩側(cè)分別存在著方向相反的兩個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)，一帶電微粒從側(cè)分別存在著方向相反的兩個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)，一帶電微粒從A點(diǎn)由靜止開場(chǎng)，在電場(chǎng)力作用下沿直線在點(diǎn)由靜止開場(chǎng)，在電場(chǎng)力作用下沿直線在A、B兩點(diǎn)間往兩點(diǎn)間往返運(yùn)動(dòng)返運(yùn)動(dòng)解 題 方 法 指 導(dǎo)對(duì)應(yīng)學(xué)生用書對(duì)應(yīng)學(xué)生用書P34知電場(chǎng)強(qiáng)度的大小分別是知電場(chǎng)強(qiáng)度的大小分別是E12.0103 N/C和和E24.0103 N/C，方向如下圖，帶電微粒質(zhì)量，方向如下圖，帶電微粒質(zhì)量m1.01020 kg，帶電量，帶電量q1.0109 C，A點(diǎn)距虛線點(diǎn)距虛

9、線MN的間隔的間隔d11.0 cm，不計(jì)帶電微粒的重力，忽略相對(duì)論效，不計(jì)帶電微粒的重力，忽略相對(duì)論效應(yīng)求：應(yīng)求：(1)B點(diǎn)距虛線點(diǎn)距虛線MN的間隔的間隔d2；(2)帶電微粒從帶電微粒從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)點(diǎn) 所閱歷的時(shí)間所閱歷的時(shí)間t. 【答案】【答案】(1)0.50 cm(2)1.5108 s 【方法總結(jié)】【方法總結(jié)】分析粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的三種視角：分析粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的三種視角：(1)力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系：分析帶電體的受力情況，確定力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系：分析帶電體的受力情況，確定帶電體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)和運(yùn)動(dòng)軌跡，從力和運(yùn)動(dòng)的角度進(jìn)展帶電體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)和運(yùn)動(dòng)軌跡，從力和運(yùn)動(dòng)的角度進(jìn)展分析分析(2)分解的思想

10、：把曲線運(yùn)動(dòng)分解為兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)進(jìn)分解的思想：把曲線運(yùn)動(dòng)分解為兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)進(jìn)展分析展分析(3)功能關(guān)系：利用動(dòng)能定理或能量守恒分析求解功能關(guān)系：利用動(dòng)能定理或能量守恒分析求解(2021福建師大附中高二期中福建師大附中高二期中)如如圖，在圖，在P板附近有一電子由靜止開場(chǎng)向板附近有一電子由靜止開場(chǎng)向Q板運(yùn)動(dòng)知兩極板運(yùn)動(dòng)知兩極板間電勢(shì)差為板間電勢(shì)差為U，板間距為，板間距為d，電子質(zhì)量為，電子質(zhì)量為m，電荷量為，電荷量為e.那么關(guān)于電子在兩板間的運(yùn)動(dòng)情況，以下表達(dá)正確的那么關(guān)于電子在兩板間的運(yùn)動(dòng)情況，以下表達(dá)正確的選項(xiàng)是選項(xiàng)是() A假設(shè)將板間距假設(shè)將板間距d增大一倍，那么電子到達(dá)增大一倍，那么電子到達(dá)

11、Q板的板的速率堅(jiān)持不變速率堅(jiān)持不變B假設(shè)將板間距假設(shè)將板間距d增大一倍，那么電子到達(dá)增大一倍，那么電子到達(dá)Q板的板的速率也增大一倍速率也增大一倍C假設(shè)將兩極板間電勢(shì)差假設(shè)將兩極板間電勢(shì)差U增大一倍，那么電子到增大一倍，那么電子到達(dá)達(dá)Q板的時(shí)間堅(jiān)持不變板的時(shí)間堅(jiān)持不變D假設(shè)將兩極板間電勢(shì)差假設(shè)將兩極板間電勢(shì)差U增大一倍，那么電子到增大一倍，那么電子到達(dá)達(dá)Q板的時(shí)間減為一半板的時(shí)間減為一半答案：答案：A 帶電粒子的偏轉(zhuǎn)問題帶電粒子的偏轉(zhuǎn)問題電子從靜止出發(fā)被電子從靜止出發(fā)被1 000 V的電壓加速，的電壓加速，然后進(jìn)入另一個(gè)電場(chǎng)強(qiáng)度為然后進(jìn)入另一個(gè)電場(chǎng)強(qiáng)度為5 000 N/C的勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)電的勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)電

12、場(chǎng)，進(jìn)入時(shí)的速度方向與偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的方向垂直知偏轉(zhuǎn)場(chǎng)，進(jìn)入時(shí)的速度方向與偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的方向垂直知偏轉(zhuǎn)電極長(zhǎng)電極長(zhǎng)6 cm，求電子分開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速度及其與進(jìn)入，求電子分開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速度及其與進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速度方向之間的夾角偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速度方向之間的夾角 【答案】【答案】1.9107 m/s夾角為夾角為832【方法總結(jié)】【方法總結(jié)】(1)處置帶電粒子在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)問題應(yīng)仔細(xì)分析帶電處置帶電粒子在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)問題應(yīng)仔細(xì)分析帶電粒子的運(yùn)動(dòng)情況粒子的運(yùn)動(dòng)情況(2)處理帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)問題可以選擇動(dòng)能處理帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)問題可以選擇動(dòng)能定理求解定理求解(3)當(dāng)需求確定帶電粒子分開電場(chǎng)時(shí)的速度方向、位

13、當(dāng)需求確定帶電粒子分開電場(chǎng)時(shí)的速度方向、位移方向時(shí)，必需將運(yùn)動(dòng)進(jìn)展分解，即分解為沿初速度方移方向時(shí)，必需將運(yùn)動(dòng)進(jìn)展分解，即分解為沿初速度方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和沿靜電力方向的初速度為零的勻加向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和沿靜電力方向的初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)速直線運(yùn)動(dòng)如下圖，一束不同的帶正電如下圖，一束不同的帶正電的粒子的粒子(不計(jì)重力不計(jì)重力)，垂直電場(chǎng)線進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，假設(shè)使，垂直電場(chǎng)線進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，假設(shè)使它們經(jīng)過電場(chǎng)區(qū)域時(shí)偏轉(zhuǎn)間隔它們經(jīng)過電場(chǎng)區(qū)域時(shí)偏轉(zhuǎn)間隔y和偏轉(zhuǎn)角和偏轉(zhuǎn)角一樣，應(yīng)滿足一樣，應(yīng)滿足()答案：答案：D 默 讀 聯(lián) 想 記 憶對(duì)應(yīng)學(xué)生用書對(duì)應(yīng)學(xué)生用書P351.以下粒子從初速度為零的形狀經(jīng)電壓以下粒子從初速度為零的形狀經(jīng)電壓U的電場(chǎng)加速的電場(chǎng)加速后，粒子速度最大的是后，粒子速度最大的是()A質(zhì)子質(zhì)子B氘核氘核C粒子粒子 D鈉離子鈉離子課 堂 鞏 固 訓(xùn) 練對(duì)應(yīng)學(xué)生用書對(duì)應(yīng)學(xué)生用書P35答案：答案：A2兩平行金屬板相距為兩平行金屬板相距為d，電勢(shì)差為，電勢(shì)差為U，一電子質(zhì)量，一電子質(zhì)量為為m，電荷量為，電荷量為e，從，從O點(diǎn)沿垂直于極板的方向射出，最點(diǎn)沿垂直于極板的方向射出，最遠(yuǎn)到達(dá)遠(yuǎn)到達(dá)A點(diǎn)，然后前往，如下圖，點(diǎn)，然后前往，如下圖，OAh，此電子具有的，此電子具有的初動(dòng)能是初動(dòng)能是()答案：答案：D 3如下圖，一束帶電粒子垂直電場(chǎng)線方向進(jìn)入偏