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人教版高中物理选修3-1课件第一章第九节带点粒子在电场中运动

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人教版高中物理选修3-1第一章1.9带电粒子在电场中的运动(共16张PPT)(完美版下载)

人教版高中物理选修3-1第一章1.9带电粒子在电场中的运动(共16张PPT)(完美版下载)

a F qE qU m m md
Vy=at
Y=
1 2
at2
二、带电粒子在匀强电场中的偏转
a F qE qU m m md
类平抛运动
y
1 at2 2
qUl 2
2
mv
2 0
d
t l v0
与粒子比荷q/m成正比 与粒子初速度v0平方成反比
与电场的属性U、l、d有关
例
4、垂场（质后直量偏进为）转入tm角偏a、n正转带电切电场为量，0m.q为5刚vU，q0好2的d则l离粒下开子列电以偏电说场初法转压，速中角成它度正正正在v确从离切比的中开与是线电
例与练
5、质子(质量为m、电量为e)和二价氦离子
(质量为4m、电量为2e)以相同的初动能垂
直射入同一偏转电场中，离开电场后，它
们的偏转角正切之比为
，侧移之
比为
。
tan
qUl
mv
2 0
d
y
qUl 2
2
mv
2 0
d
与电量成正比 与电量成正比
例与练
6、三个电子在同一地点沿同一直线垂直飞 入偏转电场，如图所示。则由此可判断 （） A、 b和c同时飞离电场 B、在b飞离电场的瞬间，a刚好打在下极 板上 C、进入电场时，c速度最大，a速度最小 D、c的动能增量最小， a和b的动能增量一样大
• ·太阳系中最空的空间 大型强子对撞机的内压是10-13个大气压，比月 球上的压力小10倍。
• ·银河系中最热的热点 当两束质子束相撞时，它们将在一个极小的空 间内产生比太阳中心热10万倍的高温
• ·制造宇宙最低温 制冷系统将对撞机保持在零下271.3摄氏度(1.9开氏 度)的超低温环境下，比外太空温度还低。

(人教版)选修3-1物理：1.9《带电粒子在电场中的运动》ppt课件

(人教版)选修3-1物理：1.9《带电粒子在电场中的运动》ppt课件

解析： 电子从 O 点到达 A 点的过程中， 仅在电场力作用下 速度逐渐减小， 根据动能定理可得－eUOA＝0－Ek U eUh 因为 UOA＝ d h，所以 Ek＝ d ，所以正确选项为 D。
第一章
9
成才之路 · 高中新课程 · 学习指导 · 人教版 · 物理 · 选修3-1
带电粒子在电场中的偏转 ( 海南省海南中学 2013 ～ 2014 学年高二上学期 期中)如图所示，电荷量为－e、质量为m的电子经电压 U1的电 场加速，从两极板中点进入平行板电容器中，电子刚进入两极 板时的速度跟电场线方向垂直。两极板间的电势差为U2，两极 板长为 L1 ，间距为 d。电子离开偏转电场后做匀速直线运动， 打在距极板为L2的荧光屏上的P点。求：
质量)。
(2)带电微粒：如液滴、油滴、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。
第一章
9
成才之路 · 高中新课程 · 学习指导 · 人教版 · 物理 · 选修3-1
2．处理带电粒子在电场中运动问题的两种基本思路
两个角度 内容 涉及知识 动力学角度 应用牛顿第二定律结合 匀变速直线运动公式 功能关系角度 功的公式及动能定理 可以是匀强电场，也 选择条件 匀强电场，电场力是恒 可以是非匀强电场， 力 电场力可以是恒力， 也可以是变力
答案：v0＝ 2eU1 m U2L2 1 y＝ 4U1d U2L1 Y＝ (L ＋2L2) 4U1d 1
第一章 9
成才之路 · 高中新课程 · 学习指导 · 人教版 · 物理 · 选修3-1
会受到万有引力(重力)的作用，但万有引力(重力)一般
远小于 静电力，可以__________ 忽略 __________ 。
第一章
9

物理带电粒子在电场中运动人教版选修公开课一等奖优质课大赛微课获奖课件

物理带电粒子在电场中运动人教版选修公开课一等奖优质课大赛微课获奖课件

课堂小结：
一、利用电场使带电粒子加速
从动力学和运动学角度分析 从做功和能量角度分析
二、利用电场使带电粒子偏转 类似平抛运动分析办法
粒子在与电场垂直方向上做 匀速直线运动
粒子在与电场平行方向上做 初速度为零匀加速运动
第22页
第23页
第17页
x K xU x
y K yU y
若两偏转电极间都不加偏转电压，则电子束将打在荧光屏中心
Uy
O
t
电子在极板间运动时间极短，可认为此瞬间极板间电压不变
第18页
x K xU x
y K yU y
若两偏转电极间都不加偏转电压，则电子束将打在荧光屏中心
Ux
O
t
要想增长X轴方向扫描线宽度，以相同速度射入 则y∝q/m
（2）若以相同动能射入， 则y∝q
（3）若经相同电压U0加速后射入，则
y
qUL2 2mdV02
UL2 4dU 0
y与 q m无关,随加速电压 增大而减小，随偏转电压 增大而增大。
第11页
例：离子发生器发射出一束质量为m，电荷量为q负离子， 从静止 经加速电压U 1 加速后，取得速度 ，并沿垂直v于0 电场线方向射入两平行板中央，受偏转电压U2作用后，以 速度Ｖ离开电场，已知平行板长为Ｌ，两板间距离为d，
3、一些带电体是否考虑重力，要依据题目暗示或运动状 态来鉴定
第2页
带电粒子在匀强电场中 受力情况： 受到恒定电场力 运动情况：做匀变速运动
第3页
一. 带电粒子在电场中加速
v0 0
vt ?
用动能定理分析
E1
用牛顿运动定律分析
（加速U电压）
第4页
一. 带电粒子在电场中加速

人教版高中物理选修3-1课件第一章第9节带电粒子在电场中的运动

人教版高中物理选修3-1课件第一章第9节带电粒子在电场中的运动

点评：此类问题为类平抛运动的问题，要运用解决曲 线运动的方法．即运用运动的合成与分解的观点，解决较 复杂的曲线运动．解决这类问题的关键是要分析好受力， 弄清两个分运动的性质，再根据运动的等时性、独立性和 运动学规律列方程求解．
变式迁移 如图所示，一束带电粒子(不计重力)，垂直电场线
方向进入偏转电场，试讨论在以下情况中，粒子应具备 什么条件，才能得到相同的偏转距离y和偏转角度θ.(U、d、 l保持不变)
W＝12mc2＝12×9.11×10－31×(3×108)2 J ＝4.10×10－14 J 根据电势差与电场力做功的关系 W＝qU 有 U＝We ＝41..1600× ×1100－ －1149 V＝2.56×105 V 因此，所需的电压为 2.56×105 V.
答案：2.56×105 V
二、带电粒子在电场中的偏转
(1)进入偏转电场的速度相同； (2)进入偏转电场的动能相同； (3)先由同一加速电场加速后，再进入偏转电场．
解析：带电粒子在水平方向运动：
l＝v0t①
vx＝v0② 在竖直方向运动：y＝12 qmUdt2③ vy＝qmUdt④ 由①③得：y＝12mqUdvl220， 由②④得：tanθ＝vvyx＝mqdUvl20
的偏转角度总是相同的．
(2)粒子从偏转电场中射出时偏移量
y＝21at2＝12·qdUm1·(vl0)2，
作粒子速度的反向延长线，设交于O点，O点与电 场边缘的距离为x，则
qU1l2 x＝tany θ＝2qdUm1vl20＝2l ④
mv20d
由④式可知，粒子从偏转电场中射出时，就好像 是从极板间的l/2处沿直线射出似的．
1．运动状态分析：带电粒子以速度v0垂直于电场 线方向飞入匀强电场时，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．

第1章 9 带电粒子在电场中的运动—2020秋人教版高中物理选修3-1课件(共44张PPT)

第1章 9 带电粒子在电场中的运动—2020秋人教版高中物理选修3-1课件(共44张PPT)
物 理 选 修 人 教 版
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第一章 静电场
探究一 带电粒子在电场中的加速
1
粒子加速器是利用周期性变化的电场使带电粒子在其中不断被加速的仪 器，下图为加速器的一种——直线加速器。思考：
3-1·
物
理 选
为使粒子不断被加速，粒子运动到每个空隙时，电场方向应如何变化？
修
人 教 版
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第一章 静电场
第一章 静电场
请思考：示波管中电子的运动可分为几个阶段？各阶段的运动遵循什么规 律？
解析：一般可分为三个阶段：第一阶段为加速，遵循动能定理。第二阶段 为偏转，遵循类平抛运动规律。第三阶段从偏转电极出来后，做匀速直线运动 到达屏幕。
物 理 选 修 人 教 版
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3-1·
3-1·
第一章 静电场
课内互动探究
间加上高压 U，有一电子在 K 极由静止被加速。不考虑电子重力，元电荷为 e，
则下列说法正确的是
( C)
A．A、K 之间的电场强度为Ud
B．电子到达 A 极板时的动能大于 eU
物
C．由 K 到 A 电子的电势能减小了 eU
理 选 修
D．由 K 沿直线到 A 电势逐渐减小
人 教 版
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3-1·
第一章 静电场
物 理 选 修
人 教 版
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3-1·
第一章 静电场
4．运动规律(如图所示)
运 →垂直电场方向→→ →速 位度 移： ：vx＝x＝l＝____v__0___v__0t___
qUl
物 理 选 修
人
律动 规→→→平偏行转电角场度方：向tan→θ＝→→_位速__移度__m：：_q_dUyv_v＝ly_20＝_12_aa_tt＝_2＝___2_qm_lm_2vU_v20_d0_d_____

高二物理选修3-1第一章静电场第9节带电粒子在电场中的运动课件(共31张PPT)

高二物理选修3-1第一章静电场第9节带电粒子在电场中的运动课件(共31张PPT)
可能质量不同，因而它们在电场中的加速 度可以互不相同，这是静电场与重力场的 重要区别。
示波管的原理
1.有一种电子仪器叫示波器，可以用来观察 电信号随时间变化的情况。
2.示波器的核心部件是示波管，如图所示是 它的原理图。它由电子枪、偏转电极和荧 光 屏组成，管内抽成真空。电子枪的作用 是产生高速飞行的一束电子，前面例题1实 际上讲的就是电子枪的原理。
8.示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、 偏转电极和荧光屏组成，如图所示，如果在荧 光屏上P点出现亮斑，那么示波管中的（ A ）
A．极板x应带正电，极板y应带正电 B．极板x′应带正电，极板y应带正电 C．极板x应带正电，极板y′应带正电 D．极板x′应带正电，极板y′应带正电
9.示波管内部结构如图所示，如果在电极YY′之 间加上图(a)所示的电压，在XX′之间加上图(b) 所示电压，荧光屏上会出现的波形是（ C ）
其中t为飞行2 时间。由于电子在平行于板面的方 向不受力，所以在这个方向做匀速运动，由
l ＝ v0t 可求得：t=l/v0 代入数据得：y=0.36cm 即电子射出时沿垂直于板面的方向偏离 0.36 cm。
（2）偏转角度θ如图所示，由于电子在平行 于板面的方向不受力，
它离开电场时，这个方
向的分速度仍是v0， 而垂 直于板面的分速度是
5.现代实验测出的电子电荷量是 e＝1.60×10-19C
【课堂训练】
1.如图所示装置，从A板释放的一个无初速电子 向B板方向运动，下列对电子的描述中正确的是 （ ABD） A.电子到达B板时动能是eU B.从B板到C板时动能变化为零 C.电子到达D板时动能是3eU D.电子在A板和D板之间往复运动
10.图(a)为示波管的原理图。如果在电极YY ′之 间所加的电压图按图(b)所示的规律变化，在电 极XX′之间所加的电压按图(c)所示的规律变化， 则在荧光屏上会看到的图形是（ B ）

高二物理人教版选修31课件第一章第9节带电粒子在电场中的运动


(3)电子射出偏转电场后经过下极板所在平面上 的 P 点，如图所示，P 点到下极板右端的距离 x。
[解析] (1)加速过程，由动能定理得： eU1＝12mv20，
代入数据可得：v0＝4×107 m/s。 (2)根据电子在板间做类平抛运动得： y＝12at2，其中 a＝qmUd2，t＝vL0， 代入数据可得：y＝0.1 cm。
解析：(1)带电粒子在垂直电场方向上做匀速直线运动， 根据 L＝v0t
解得：t＝vL0＝0.1 s。 (2)带电粒子在竖直方向上做匀加速直线运动：d2＝12at2 解得：a＝6 m/s2。 (3)根据牛顿第二定律可得：a＝qmE＝mqUd 解得：U＝90 V。 答案：(1)0.1 s (2)6 m/s2 (3)90 V
[答案] BD
[点评] 带电粒子在交变电场中的运动可以 是单向直线运动，也可以是往复周期性 运动，与运动的开始时刻有关系，一般 分析一个周期内的运动，一个周期以后 重复第一个周期内的运动形式。
[即时巩固] 3.如图所示，在两平行金属板中央有一个 静止的电子(不计重力)，当两板间的电压分别如 图甲、乙、丙、丁所示，电子在板间运动(假设 不与板相碰)，下列说法正确的是( )
(3)根据电子在板间做类平抛运动，将电子出电场 时的速度反向延长，延长线与板间的中心线相交于板 间水平位移的中点，设速度反向延长线与水平方向的 夹角为 θ，则 tan θ＝Ly，
2 根据电子出电场后做匀速直线运动，利用几何关 系知： x＝td2a－n yθ，代入数据可得：x＝6 cm。 [答案] (1)4×107 m/s (2)0.1 cm (3)6 cm
(2)位移方向与初速度方向间夹角的 正切 tan α 为速度偏转角的正切 tan θ 的 12，即 tan α＝12tan θ。

物理选修3-1人教版1.9带电粒子在电场中的运动(共16张ppt)


带电粒子在电场中的运动
讨论：带电粒子在电场中的运动情况
①若带电粒子在电场中所受合力为零时，粒子将保持静止 状态或匀速直线运动状态。
②若合力不为零且与初速度方向在同一直线上，带电粒子 将做加速或减速直线运动。（变速直线运动）
③若合力不为零且与初速度方向有夹角（不等于0°，180°），
带电粒子将做曲线运动。
飞出。设电子的电量为e，质量为m，则A、B两点间的电势差
UAB=
。
A v0 E Bv
U AB

3mv02 2e
例、试证明：带电粒子垂直进入偏转电场，离开电
场时就好象是从初速度所在直线的中点沿直线离
开电场的。 x
θ
y qUl2 2mv02d
tan

qUl
mv
2 0
d
qUl2
x y 2mv02d
a F qE qU m m md
由运动学公式：
只适用于
Ad
B
v2 0 2ad v 2ad v 2qU
m
匀强电场
2qU m
初速度不 为零呢？
E +F v
U
一、带电粒子在电场中的加速
2、动能定理：
由动能定理： W 1 mv2 0
2
又W qU
Ad B
也适用于非
1.9带电粒子在 电场中的运动
带电粒子在电场中的运动问题就是电场中的力学问题， 研究方法与力学中相同.只是要注意在分析受力时，是否考 虑重力：
①有些粒子(如电子、质子、α粒子、正负离子等)，在电场 中运动时均不考虑重力；
②宏观带电体，如液滴、微粒、小球等一般要考虑重力；
③未明确说明“带电粒子”的重力是否考虑时，可用两种方 法进行判断：一是比较电场力qE与重力mg，若qE 》mg则忽 略重力，反之要考虑重力；二是题中是否有暗示(如涉及竖 直方向)或结合粒子的运动过程、运动性质进行判断。

人教版高中物理选修3-1 第一章静电场 1.9带电粒子在电场中运动 公开课(18张PPT)


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结论： 由于电场力做功与场强是否匀
强无关，与运动路径也无关，所以 在处理电场对带电粒子的加速问题 时，一般都是利用动能定理进行处 理。
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1.9 带电粒子 在电场中的运动
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U
解法一 运用运动学知识求解
+
qF
m
d
带电粒子的加速
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_
v2 2ad
a F qU m md
v 2qU m
一、带电粒子的加速 优质课件优秀课件课件公开课免费课件下载免费ppt下载人教版高中物理选修3-1 第一章静电场 1.9带电粒子在电场中运动 公开课（18张PPT）

人教版物理选修3-1 第一章静电场第9节：带电粒子在电场中的运动 (共16张PPT)

第一章 静电场
1.9带电粒子在电场中的运动
一、带电粒子在电场中的加速
• １、动力学方法：
由牛顿第二定律：������
=只������������适=用���������于��������� =
������������ ������������
由运动A学公d式：B������2 − 0匀=强2电���������场���
解:根据动能定理得:������������ = 1 ������������2 ⇒ ������ = 2������������
2
������������
=
2
×
1.6 × 10−19 × 2500 0.91 × 10−30
������/������
=
3
×
107������/������
二、带电粒子在匀强电场中的偏转
E +F v
U
2������������ ������ = 2������������ = ������
2������������ ������ = ������
初速度不 为零呢？
一、带电粒子在电场中的加速
• 2、动能定理：
由动能A 定d理B：也匀���强适��� =用电于场12 ���非���������2 − 0
例与练
4、三个电子在同一地点沿同一直线垂直飞入偏转电场，如 图所示。则由此可判断（ ） A、b和c同时飞离电场
B、在b飞离电场的瞬间，a刚好打在下极板上 C、进入电场时，c速度最大，a速度最小 D、c的动能增量最小，a和b的动能增量一样大
解析：
y

qUl2 2mv02d
而yc yb
v0c v0b
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高中物理课件
（金戈铁骑 整理制作）
如图，在A处有一静止的带电体，若P处 有一群静止的质子和α 粒子，只在电场 力作用下由P运动到Q，则到Q时质子和α
粒子的速度之比为（） A
A:12
B2:1 C4:1 D1: 2
A PQ
⊕
如图所示,相距为d长度为l的平行板AB加上
电压后,可在A、B之间的空间中产生电场,
C
y

1 2
at 2

1 2
qUl 2 mv02d
d 2
如图所示,两极板与电源相连接,电子从负极
板边缘垂直电场方向射入匀强电场,且恰好
从正极板边缘飞出,现在使电子射入速度变
为原来的两倍,而电子仍从原来位置射入,且
仍从正极板边缘飞出,则两极板间距离就变
为原来的()
C
A.2倍B.4倍C.倍D.倍
1 2
1 4
y 1 at 2 1 qUL2
Vo
2
2 mv02d
U
1 qUL2 y d 2 mv02d
d 1 v0
三、加速和偏转一体
如图所示，在真空中竖直放置一对金属板x和 x’,加电压U1;水平放置一对金属板Y和Y’，板间 距离为d。加电压U2，一电荷量为-q质量为m 的带电粒子从x极板由静止出发。试分析带电 粒子的运动情况。(不计粒子的重力)
tan
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
qU 2 L mdv02

LU 2 dU1
四、示波器
1、作用：观察电信号随时间变化的情况 2、组成：示波管（内部是真空的）、电 子枪、偏转电极和荧光屏组成。
电子枪
Y X
Y’ X’
-+
偏转电极
Y
X’
X
Y’
荧光屏
_加速+
偏转
v
++++++
-q
m
v0
U2
U1 - - - - - -
L
三、加速和偏转一体
_加速+
偏转
v
++++++
-q
m
v0
U2
U1 - - - - - -
L
通过加速电场的末速度为进入偏转电场的初速度
v0
2qU1 m
y

qU 2 2md
L2 v02

U 2 L2 4dU1
tan

qU 2 L mdv02
在A、B左端距AB等距离处的O点,有一电
量为+q质量为m的粒子以初速度V0沿水平 方向(与A、B板平行)射入.不计重力,要使此
粒子A 能从C处射出,则A、B间的A 电压应为()
A.B.
d
2mv02 ql 2
C.D. lmv0
qd
l 2mv02 qd 2 qmv0 ql
++++++++
O
d
B --V---o---

LU 2 dU1
如图所示,初速度为零的电子在电势差为U1 的电场中加速后,垂直进入电势差为U2的偏 转电场,在满足电子能射出偏转电场的条件
下,下列四种情况中,一定能使电子的偏转角
度变大的是() B
A.U1变大,U2变大 B.U1变小,U2变大 C.U1变大,U2变小 D.U1变小,U2变小
U1 U2