高三物理人教版選修3-1課件:第1章第九節(jié)《帶電粒子在電場中的運(yùn)動》
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,歡迎進(jìn)入物理課堂,第九節(jié)帶電粒子在電場中的運(yùn)動,課標(biāo)定位學(xué)習(xí)目標(biāo):1.掌握帶電粒子在電場中加速和偏轉(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)用動力學(xué)的觀點(diǎn)和功能關(guān)系來分析帶電粒子在電場中的加速和偏轉(zhuǎn)問題.,,,,,,,,,,,,核心要點(diǎn)突破,課堂互動講練,知能優(yōu)化訓(xùn)練,第九節(jié)帶電粒子在電場中的運(yùn)動,,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.帶電粒子在電場中運(yùn)動的兩種最簡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)動的過程中:,圖1-9-1,qU,三、帶電粒子的偏轉(zhuǎn)1.進(jìn)入電場的方式:以初速度v0垂直于電場線方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場.2.受力特點(diǎn):電場力大小_____,且方向與初速度v0的方向_____.3.運(yùn)動特點(diǎn):做__________運(yùn)動,與力學(xué)中的_________類似.4.運(yùn)動規(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,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)加速電場加速后,以很大的速度進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場,如在電極YY′之間加一個待顯示的信號電壓,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)小于電場力,所以討論帶電粒子在電場中運(yùn)動的問題時可忽略重力,而帶電液滴、小球、塵埃則不可忽略重力,在分析這類問題時只需求電場力與重力的合力就可以了.,2.處理方法:可以從動力學(xué)和功能關(guān)系兩個角度進(jìn)行分析,其比較如下:,特別提醒:(1)對帶電粒子進(jìn)行受力分析,運(yùn)動特點(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)系列式簡單、方便,不易出錯.,即時應(yīng)用(即時突破,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,當(dāng)?shù)竭_(dá)B板時速度為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,v增大B.當(dāng)減小兩板間距離時,v增大C.當(dāng)改變兩板間距離時,v不變D.當(dāng)增大兩板間距離時,電子在兩板間運(yùn)動的時間增大,特別提醒:對帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)問題也可以選擇動能定理求解,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)動分解的方法.,即時應(yīng)用(即時突破,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)極板邊緣垂直電場方向射入勻強(qiáng)電場,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,課堂互動講練,如圖1-9-7所示,在點(diǎn)電荷+Q的電場中有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,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)電場中做勻加速直線運(yùn)動,在非勻強(qiáng)電場中做變速運(yùn)動,解決問題的方法是利用動能定理.,圖1-9-7,【名師歸納】由于非勻強(qiáng)電場中帶電粒子的運(yùn)動為變加速運(yùn)動,因此不能通過求加速度的方法來求速度,但由于電場力做功W=qU對于不論是勻強(qiáng)電場還是非勻強(qiáng)電場都適用,因此可以利用動能定理,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)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)動到M板時速率為v.現(xiàn)將M板水平向右移動一段距離,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)動過程的加速度變大C.電子運(yùn)動到M板所用的時間變長D.電子運(yùn)動到M板時速率變小,(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,如圖1-9-9所示.若兩板間距d=1.0cm,板長l=5.0cm,那么要使電子能從平行板間飛出,兩個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,兩板間所加電壓的最大值對應(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.金屬板長為L,相距為d,當(dāng)A、B間電壓為U2時電子偏離中心線飛出電場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,- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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