1.9带电粒子在电场中的运动课件 (共30张PPT) 高二上学期物理教科版（2019）必修第三册

(共30张PPT)
1.9 带电粒子在电场中的运动
1.带电粒子在电场中处于静止状态，该粒子带正电还是负电
该粒子带负电
Eq
分析：带电粒子的平衡
一、带电粒子的加速
2.如图所示，在真空中有一对平行金属板，板间距离为d，两板间加以电压U．两板间有一个带正电荷量为q的带电粒子 (不计重力) ，它在电场力的作用下，由静止开始从正极板向负极板运动，到达负极板时的速度有多大？
qE
加速电场
U
二、带电粒子在匀强电场中的偏转
+
-
d
F
M
Ⅰ
Ⅲ
Ⅱ
加速电场
偏转电场
无电场
+
+
-
-
匀加速直线运动
类平抛运动
匀速直线运动
+
-
d
F
M
Ⅰ.加速电场
+
+
-
-
匀加速直线运动
分析：电子从阴极运到到阳极的过程中，由动能定理得：
+
-
d
F
M
Ⅱ.偏转电场
+
+
-
-
类平抛运动
分析：电子在偏转电场做类平抛运动
水平方向
竖直方向
N
P
速度偏向角正切值
位移偏向角正切值
速度偏向角正切值是位移偏向角正切值的2倍.
直角ΔMNP中
P点瞬时速度的反向延长线通过此时水平位移的中点.
+
-
d
F
M
+
+
-
-
N
P
Ⅲ.无电场
匀速直线运动
Q
O
O'
分析：电子飞离电场做匀速直线运动
水平方向
竖直方向
H
+
-
d
F
M
+
+
-
-
N
P
Q
O
O'
分析：侧移距离H
H
方法一：
方法二：
直角ΔMO'Q中
方法三：
ΔMNP∽ΔMO'Q 即
H=
例1.如图，质量为m，带电量为q的离子以v0的速度，沿与场强垂直的方向从A点飞入匀强电场，并从另一侧B点沿与场强方向成150°角飞出．则A、B两点间的电势差是多少
1500
E
A
B
qE
解:离子做类平抛运动
将速度分解
Vy
V0
Vt
V0
②
①
由①②化简得：
课堂例题
例2.在x轴上存在与x轴平行的电场,x轴上各点的电势随x点位置变化情况如图所示.图中-x1～x1之间为曲线,且关于纵轴对称,其余均为直线,也关于纵轴对称.下列关于该电场的论述正确的是(　 　)
B
A.x轴上各点的电场强度大小相等
B.从-x1～x1电场强度的大小先减小后增大
C.一个带正电的粒子在x1点的电势能大于在-x1点的电势能
D.一个带正电的粒子在-x1点的电势能大于在-x2点的电势能
分析：
电势差：
对带电粒子进行受力分析时的注意事项:
（1）要掌握电场力的特点
（2）带电粒子重力的处理
①基本粒子：如电子、质子、α粒子、离子等除有说明或明确的暗示外，一般都不考虑重力（但不能忽略质量）；
②带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或明确的暗示以外，一般都要考虑其重力。
示波器
三、示波管的原理
加速电场
U
1.带电粒子是如何运动的呢？
在偏转电场中：
匀变速曲线运动
出了偏转电场后：
匀速直线运动
2.如何求偏转位移呢？
思考：
解：1.在偏转电场中
沿水平方向
垂直于电场方向
设运动时间为t1
加速度
在沿竖直方向上
在垂直于电场方向上
2.在电场外，设运动时间为t2
即沿竖直方向上的总位移 得
3.你还有其它处理方法吗
同理可推导水平偏转位移x
思考：
只在YY 电极间加偏转电压Ｕ
信号电压
若只在YY 加持续变化的信号电压呢
分析：每个电子在电场中运动时间很短
不同时刻进入电场的电子：
每一个电子可认为在电压不变的匀强电场中偏转
偏转电压不同
若只在YY 间加持续变化的信号电压呢
屏上亮斑位置不同
若只在YY 间加持续变化的信号电压呢
u
t
0
联想：类似于力学中什么实验呢？
若只在YY 电极间加信号电压 呢
怎样在荧光屏上显示信号电压的正弦波形？
匀速的、持续的扫描
u
t
0
形成稳定且水平的亮线
　　只在XX'间加怎样的扫描电压Ｕx，才能得到匀速扫描的稳定且水平的亮线？
u
t
0
u
t
0
u
t
0
0
u
t
怎样在荧光屏上显示稳定的信号电压的正弦波形？
XX'电极加扫描电压
u
t
0
u
t
0
u
t
0
u
t
0
Tx
Ty
YY'电极加信号电压 (正弦电压)
讨论：要在屏上得到稳定的正弦图象, 信号电压和扫描电压的周期应满足什么关系
如何得到一个完整的正弦波形？
两个完整的正弦波形呢
XX'电极加扫描电压
YY'电极加信号电压 (正弦电压)
u
t
0
u
t
0
怎样在荧光屏上显示稳定的信号电压的正弦波形？
示波器中得到这两种波形,输入的信号电压和扫描电压有何不同
讨论思考: