人教版（2019）必修第三册 10.5 带电粒子在电场中的运动 课件(共19张ppt)

(共19张PPT)
示波器：
能直观的显示电信号随时间的变化
带电粒子在电场中的运动（第一课时）
授课教师：李坚
真实情境
阳极
阴极
涂有荧光粉的金属片
狭缝
运动模型构建
-
v0
研究对象
受力分析
运动分析
1.带电的基本粒子：如电子，质子，α粒子，正负离子等。一般都不考虑重力。（但并不能忽略质量）。
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。
已知电子的质量m=9.1×10-31kg，电子的电量q=1.6×10-19,阴极射线管内两端的电压为500V，两极间距离约为0.2m,计算可得，电子所受重力9.1×10-30N，电子所受电场力4×10-16N
电子在电场力的作用下做加速直线运动
阳极
阴极
1.质量为，电量为的电子（带负电），在电压为匀强电场中做匀加速直线运动，已知两极板的间距为d，电子的初速度大小为v0，求带电粒子在电场力的作用下运动到极板另一边时的速度大小？
-
解决问题
阳极
阴极
2.质量为m，电量为q的电子（带负电），在电压为U的非匀强电场中做变加速直线运动，已知电子的初速度大小为v0，求带电粒子在电场力的作用下运动到极板另一边的速度大小？
真实问题
-
v0
3.要使电子在电场中获得的速度加倍，你有什么办法？
变式追问
-
警告：板间距离1mm，当电压达到31.35kv，空气被击穿，不能继续加速
北京正负电子对撞机的多级直线加速器
U
-
-
-
+
+
+
A
B
C
D
E
F
你想的是否跟它一样？
电子在两个圆筒间加速，在圆筒内做匀速直线运动
5
4
3
2
1
0
电子在两圆筒间加速时间极短，可不考虑，如何改进，才能保证电子被持续加速？
电子穿过每个圆筒间的时间相等，等于交变电压周期的一半
若已知电子的质量为m，电子电荷量为 e，电压的绝对值为 u，周期为 T，电子从静止开始被加速，通过圆筒间隙的时间可以忽略不计。第n个金属圆筒的长度应该是多少？
真实情境
+
1.带电粒子在电场中的受力方向与初速度方向有什么关系？
2.带电粒子在电场中将做什么样的运动？
运动模型构建
定性探究
1.带电粒子穿过电场区域的时间？
2.带电粒子在电场中的加速度大小？
3.带电粒子穿出电场时速度的大小？
4.带电粒子穿出电场时速度偏转角的正切值？
5.带电粒子在沿电场方向的偏移量？
6.带电粒子穿出电场中时位移偏转角的正切值？
问题解决
科学推理
两个相同极板的长度为，相距，极板间的电压为。一个电子质量为m，电量为q，沿平行于板面的方向以速度射入电场中。
L
d
U
v0
q、m
vy
θ
v
v0
y
α
+
1.两个相同极板的长度为，相距，极板间的电压为。一个电子质量为m，电量为q，沿平行于板面的方向以速度射入电场中，求电子出电场后的速度大小。
变式追问
-
2.两个相同极板的长度为，相距，极板间的电压为。一个电子质量为m，电量为q，沿平行于板面的方向以速度射入电场中，求电子出电场后的速度大小。
+
变式追问
3.两个相同极板的长度为，相距，极板间的电压为。一个电子质量为m，电量为q，以速度射入电场中，速度方向与水平方向成θ，求电子出电场后的速度大小。
θ
加速电压
电子枪
偏转电极
亮斑
亮斑
荧光屏
电子枪
产生高速飞行的电子束
加速电压
，
使电子沿方向偏移。
使电子沿方向偏移。
示波管的构造及原理
创新应用
如果在 XXˊ 之间不加电压，而在 YYˊ 之间加按图示的规律变化的电压，在荧光屏会看到的什么样的图形？
Xˊ
X
Y
Yˊ
UY
t
O
Yˊ 随信号电压同步变化，但由于视觉暂留和荧光物质的残光特性，只能看到一条竖直的亮线。
在 YYˊ 之间加按图示的规律变化的电压，要在荧光屏上呈现如图的波形，应在 XXˊ 之间加怎样的电压？
Xˊ
X
Y
Yˊ
UY
t
O