高三物理人教版選修3-1課件：第1章第九節(jié)《帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》

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,歡迎進(jìn)入物理課堂,第九節(jié)帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),課標(biāo)定位學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.掌握帶電粒子在電場(chǎng)中加速和偏轉(zhuǎn)所遵循的規(guī)律．2．知道示波管的主要構(gòu)造和工作原理．重點(diǎn)難點(diǎn)：應(yīng)用動(dòng)力學(xué)的觀點(diǎn)和功能關(guān)系來分析帶電粒子在電場(chǎng)中的加速和偏轉(zhuǎn)問題．,,,,,,,,,,,,核心要點(diǎn)突破,課堂互動(dòng)講練,知能優(yōu)化訓(xùn)練,第九節(jié)帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),,課前自主學(xué)案,課前自主學(xué)案,一、帶電粒子1．帶電粒子，如電子、質(zhì)子等，由于質(zhì)量很小，重力_______靜電力，故重力可以忽略．2．帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的兩種最簡(jiǎn)單的情況是加速和偏轉(zhuǎn)．,遠(yuǎn)小于,二、帶電粒子的加速如圖1－9－1所示，質(zhì)量為m，帶正電荷q的粒子，在靜電力作用下由靜止開始從正極板向負(fù)極板運(yùn)動(dòng)的過程中：,圖1－9－1,qU,三、帶電粒子的偏轉(zhuǎn)1．進(jìn)入電場(chǎng)的方式：以初速度v0垂直于電場(chǎng)線方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)．2．受力特點(diǎn)：電場(chǎng)力大小_____，且方向與初速度v0的方向_____．3．運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：做__________運(yùn)動(dòng)，與力學(xué)中的_________類似．4．運(yùn)動(dòng)規(guī)律(如圖1－9－2所示)：,圖1－9－2,不變,垂直,勻變速曲線,平拋運(yùn)動(dòng),v0,v0t,四、示波管的原理1．構(gòu)造示波管是示波器的核心部件，外部是一個(gè)抽成真空的玻璃殼，內(nèi)部主要由_______(由發(fā)射電子的燈絲、加速電極組成)、__________(由偏轉(zhuǎn)電極XX′和偏轉(zhuǎn)電極YY′組成)和_______組成，如圖1－9－3所示．,圖1－9－3,電子槍,偏轉(zhuǎn)電極,熒光屏,2．原理燈絲被電源加熱后，出現(xiàn)熱電子發(fā)射，發(fā)射出來的電子經(jīng)加速電場(chǎng)加速后，以很大的速度進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，如在電極YY′之間加一個(gè)待顯示的信號(hào)電壓，在XX′偏轉(zhuǎn)板上加一儀器自身產(chǎn)生的鋸齒形電壓，在熒光屏上就會(huì)出現(xiàn)按YY′偏轉(zhuǎn)電壓規(guī)律變化的可視圖象．,核心要點(diǎn)突破,一、帶電粒子的加速1．受力分析：因帶電粒子(電子、質(zhì)子、α粒子)受到的重力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于電場(chǎng)力，所以討論帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的問題時(shí)可忽略重力，而帶電液滴、小球、塵埃則不可忽略重力，在分析這類問題時(shí)只需求電場(chǎng)力與重力的合力就可以了．,2．處理方法：可以從動(dòng)力學(xué)和功能關(guān)系兩個(gè)角度進(jìn)行分析，其比較如下：,特別提醒：(1)對(duì)帶電粒子進(jìn)行受力分析，運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)分析，力做功情況分析是選擇規(guī)律解題的關(guān)鍵．(2)選擇解題的方法是優(yōu)先從功能關(guān)系角度考慮，應(yīng)用功能關(guān)系列式簡(jiǎn)單、方便，不易出錯(cuò)．,即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀)1．如圖1－9－4所示，電子由靜止開始從A板向B板運(yùn)動(dòng)，當(dāng)?shù)竭_(dá)B板時(shí)速度為v，保持兩板間電壓不變，則(),圖1－9－4,A．當(dāng)增大兩板間距離時(shí)，v增大B．當(dāng)減小兩板間距離時(shí)，v增大C．當(dāng)改變兩板間距離時(shí)，v不變D．當(dāng)增大兩板間距離時(shí)，電子在兩板間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間增大,特別提醒：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，但只能求出速度的大小，不能求出速度的方向，涉及到方向問題，必須采用把運(yùn)動(dòng)分解的方法．,即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀)2．如圖1－9－6所示，兩金屬板與電源相連接，電子從負(fù)極板邊緣垂直電場(chǎng)方向射入勻強(qiáng)電場(chǎng)，且恰好從正極板邊緣飛出．現(xiàn)在使電子入射速度變?yōu)樵瓉淼膬杀?，而電子仍從原位置射入，且仍從正極邊緣飛出，則兩極板的間距應(yīng)變?yōu)樵瓉淼?),圖1－9－6,課堂互動(dòng)講練,如圖1－9－7所示，在點(diǎn)電荷＋Q的電場(chǎng)中有A、B兩點(diǎn)，將質(zhì)子和α粒子分別從A點(diǎn)由靜止釋放到達(dá)B點(diǎn)時(shí)，它們的速度大小之比為多少？【思路點(diǎn)撥】帶電粒子被加速，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在非勻強(qiáng)電場(chǎng)中做變速運(yùn)動(dòng)，解決問題的方法是利用動(dòng)能定理．,圖1－9－7,【名師歸納】由于非勻強(qiáng)電場(chǎng)中帶電粒子的運(yùn)動(dòng)為變加速運(yùn)動(dòng)，因此不能通過求加速度的方法來求速度，但由于電場(chǎng)力做功W＝qU對(duì)于不論是勻強(qiáng)電場(chǎng)還是非勻強(qiáng)電場(chǎng)都適用，因此可以利用動(dòng)能定理，通過功能關(guān)系來解決．,變式訓(xùn)練1(2011年福建師大附中高二檢測(cè))如圖1－9－8所示，兩塊平行金屬板M、N豎直放置，它們的電壓恒為U.一電子(不計(jì)重力)從N板靜止釋放，它運(yùn)動(dòng)到M板時(shí)速率為v.現(xiàn)將M板水平向右移動(dòng)一段距離，再次將電子從N板靜止釋放，下列判斷正確的是(),圖1－9－8,A．金屬板M、N的帶電荷量不變B．電子運(yùn)動(dòng)過程的加速度變大C．電子運(yùn)動(dòng)到M板所用的時(shí)間變長(zhǎng)D．電子運(yùn)動(dòng)到M板時(shí)速率變小,(2011年聊城三中高二月考)一束電子流在經(jīng)U＝5000V的加速電壓加速后，在距兩極板等距離處垂直進(jìn)入平行板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)，如圖1－9－9所示．若兩板間距d＝1.0cm，板長(zhǎng)l＝5.0cm，那么要使電子能從平行板間飛出，兩個(gè)極板上最大能加多大電壓？,圖1－9－9,【思路點(diǎn)撥】電子經(jīng)加速后水平飛入兩板之間做類平拋運(yùn)動(dòng)，兩板間所加電壓的最大值對(duì)應(yīng)電子恰好沿板右邊緣飛出的情況．,【答案】400V,(2)粒子恰能飛出極板和粒子恰不能飛出極板，對(duì)應(yīng)著同一臨界狀態(tài)——“擦邊球”．根據(jù)題意找出臨界狀態(tài)來確定極值，也是求解極值問題的常用方法．,變式訓(xùn)練2示波管是一種多功能電學(xué)儀器，它的工作原理可以等效成下列情況：如圖1－9－10所示，真空室中電極K發(fā)出電子(初速度不計(jì))，經(jīng)過電壓為U1的加速電場(chǎng)后，由小孔S沿水平金屬板A、B間的中心線射入板中．金屬板長(zhǎng)為L(zhǎng)，相距為d，當(dāng)A、B間電壓為U2時(shí)電子偏離中心線飛出電場(chǎng)打到熒光屏上而顯示亮點(diǎn)．已知電子的質(zhì)量為m、電荷量為e，不計(jì)電子重力，下列情況中一定能使亮點(diǎn)偏離中心距離變大的是(),A．U1變大，U2變大B．U1變小，U2變大C．U1變大，U2變小D．U1變小，U2變小,圖1－9－10,同學(xué)們,來學(xué)校和回家的路上要注意安全,同學(xué)們,來學(xué)校和回家的路上要注意安全,