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课件网) 仪器名称：示波器 型 号：COS5100 高中物理新人教版选修３-１系列课件 教学目标 知识与能力： 1、学习运用静电力、电场强度等概念研究带电粒子在电场中运动时的加速度、速度和位移等物理量的变化。 2、学习运用静电力做功、电势、电势差、等势面等概念研究带电粒子在电场中运动时的能量转化。 3．知道示波管的主要构造和工作原理。体会静电场知识对科学技术的影响。 4．渗透物理学方法的教育：运用理想化方法，突出主要因素，忽略次要因素，不计粒子重力。 5．培养综合分析问题的能力，体会物理知识的实际应用。 教学重点: 带电粒子在电场中的加速和偏转规律 教学难点: 带电粒子在电场中的偏转问题及应用。 一、带电粒子的重力是否忽略的问题 电场中的带电体一般可分为两类： 1、带电的基本粒子：如电子，质子，正负离子等。这些粒子所受重力和电场力相比在小得多，即mg qE，除非有说明或明确的暗示以外，一般都不考虑重力。 比如，一电子在电场强度为 的电场中，它受到的电场力 它受到的重力 , 可见，重力在所研究的问题中的影响微不足道，重力完全可忽略不计。 2、带电微粒：如带电小球、液滴、尘埃等。除非有说明或明确的暗示以外，一般都考虑重力。 （但并不能忽略质量）。 某些带电体是否考虑重力，要根据题目暗示或运动状态来判定 3、带电粒子的平衡： 若带电粒子在电场中所受合力为零时，即∑F＝0时，子将保持静止状态 或匀速直线运动状态。 例 ：带电粒子在电场中处于静止状态，该粒子带正电还是负电 分析：带电粒子处于静止状态，∑F=0，Eq=mg，因为所受重力竖直向下，所 以所受电场力必为竖直向上。又因为场强方向竖直向下，所以（图一）带电粒子 带负电，（图二）带电粒子带正电。 Eq mg Eq mg ( 图一 ） （ 图二 ） 二、带电粒子在电场中的运动类型 (一)、带电粒子(微粒)在电场中的直线加速问题 (二)、带电粒子(微粒)在电场中的偏转问题 E1 （加速电压） (1)用牛顿运动定律与运动规律综合分析 (2)用动能定理分析 + + + + + + + + _ _ _ _ _ _ _ _ U U E 加速 匀速 匀速 +qm V0 V= 1.加速电场模型 二、带电粒子在电场中的运动类型 (一)、带电粒子(微粒)在电场中的直线加速问题 E1 （加速电压） 1、受力分析: 水平向右的电场力 F＝ Eq = qU/d 2、运动分析: 初速度为零，加速度为a = qU/md的向右匀加速直线运动。 二、带电粒子在电场中的运动类型 (一)、带电粒子(微粒)在电场中的直线加速问题 E1 （加速电压） 基本思路：在匀强电场中 (1)牛顿第二定律与运动规律综合处理 (2)动能定理 根据牛顿第二定律：a = F/m = eU/dm 和运动学公式：v2 =2ad 得 根据动能定理：eU = mv2/2 粒子加速后的速度只与加速电压有关 例1：右图所示，两平行金属板间加一 电压U，有一带正电荷q、从正极板向 负极板运动。则 （1）带电粒子在电场中作什么运动？ （2）粒子穿出负极板时的速度多大？ （3）粒子穿出负极板后做什么运动？ ← U1→ + + v0 v 解析：对于粒子来说，一般有mg<＜F，故可忽略。 (1)带电粒子在电场中以加速度a=F/m=qU/md做匀加速直线运动。 (2)由v2-vo2=2ad 解得： 或：由动能定理 qU=mv2/2-mv02/2解得： 思考与讨论： 由于电场力做功与场强是否匀强无关，只于始末位置电势差有关，第二种方法仍适用！ 二、带电粒子在匀强电场中的偏转 l d + - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + U v0 q、m 二、带电粒子在匀强电场中的偏转 l d + - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + U v0 q、m F + v v0 vy y θ 偏转角 侧移 二、带电粒子在匀强电场中的偏转 类平抛运动 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 二 ... ...
