人教版高中物理必修第三册 第十章 静电场中的能量 5 带电粒子在电场中的运动 课件(共53张PPT)

(课件网) 5.带电粒子在电场中的运动 第十章 静电场中的能量 核心素养 素养目标 物理观念 1.会分析带电粒子在电场中的运动情况. 2.了解示波管的结构和原理. 科学思维 1.会从力和能量的角度分析、计算带电粒子在电场中的加速问题. 2.能够用类平抛运动知识分析带电粒子在电场中的偏转问题. 一、带电粒子在电场中的加速 教材认知 引入　在真空中有一对平行金属板，由于接上电池组而带电，两板间电势差为U，若一个质量为m、带正电荷q的粒子（重力不计），以初速度v0从正极板附近向负极板运动. 试结合上述情境讨论： （1）怎样计算它到达负极板时的速度？ （2）上述问题中，两块金属板是平行的，两板间的电场是匀强电场，如果两金属板是其他形状，中间的电场不再均匀，上面的结果是否仍然适用？为什么？ 提示：（2）结果仍然适用.因为不管是否为匀强电场，静电力做功都可以用W＝qU计算，动能定理仍然适用. 匀加速（或匀减速）直线运动　 牛顿第二　 匀强　 B A. 若闭合开关后，再从O点由静止释放电子，电子将运动到P点返回 B. 若闭合开关后，再从O点由静止释放电子，电子将运动到P'点返回 C. 若保持开关断开，再从O点由静止释放电子，电子将运动到P和P'点之间返回 D. 若保持开关断开，再从O点由静止释放电子，电子将穿过P'点 名师点评 　　若电场为非匀强电场，带电粒子在电场中两点间的运动为变加速运动，不能通过力和运动的途径解出该题，但静电力做功W＝qU这一关系对匀强电场和非匀强电场都适用，因此从能量的角度入手，由动能定理来解该题很方便. B. edUL D 二、带电粒子在电场中的偏转 教材认知 引入　如图所示，质量为m、电荷量为q的粒子以初速度v0垂直于电场方向射入两极板间，两平行板间存在方向竖直向下的匀强电场，已知板长为l，板间电压为U，板间距为d，不计粒子的重力. 带电粒子在垂直于电场方向做什么运动？带电粒子在沿电场方向做什么运动？ 提示：匀速直线运动；初速度为零的匀加速直线运动. 【知识梳理】 如图所示，质量为m、带电荷量为q的粒子（忽略重力），以初速度v0平行于两极板进入匀强电场，极板长为l，极板间距离为d，极板间电压为U. 1. 运动性质 v0　 匀速直线　 零　 2. 运动规律 典题讲练 [典例2]　（2025·北京交大附中期末）电子经过电场加速后射入偏转电场.已知加速电场两极板间电压为U1，偏转电场两极板间电压为U2，极板长为L，相距为d，电子质量为m，电荷量为e，（重力不计）.求： （1）电子离开加速电场时速度大小v0； （2）电子离开偏转电场时竖直方向的位移大小y； （3）某同学认为将一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子的混合物由静止开始进入该装置，它们会分离为三股粒子束.你认为这位同学的看法是否正确，请说明理由. 答案：（3）见解析 名师点评 　　是否会分成几股粒子流，乍一看无从下手，其实仔细分析会发现，粒子水平方向位移相同，只要竖直方向位移相同，是不是就打在同一个位置？所以把题目中的几种粒子出偏转电场的位置，转换成竖直位移是否相同就迎刃而解了. B A. 增大两极板间电压U B. 尽可能使板长L做得长些 C. 尽可能使板间的距离d增大些 D. 使电子的入射速率v0大些 三、示波管原理 教材认知 引入　如图是示波管的示意图，从电子枪发出的电子通过两对偏转电极，如果偏转电极不加电压，则电子沿直线打在荧光屏的中心O，当在两对偏转电极上同时加上电压后，电子将偏离中心打在某个位置，现已标出偏转电极所加电压的正负极，从示波管的右侧来看，电子可能会打在荧光屏上哪一位置？ 提示：竖直方向的电场方向由Y指向Y'，则电子向Y方向偏转，水平方向的电场方向由X'指向X，则电子向X'方向偏转，故电子可能打在荧光屏上的2位 ... ...