人教版高中物理选修3-1第一章第9节带电粒子在电场中的运动习题课(共24张PPT)
文档属性
| 名称 | 人教版高中物理选修3-1第一章第9节带电粒子在电场中的运动习题课(共24张PPT) |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 776.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-06-23 20:19:58 | ||
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文档简介
(共24张PPT)
1.9
带电粒子在电场中的运动
——习题课
带电粒子在电场中
要受到哪些力的作用?
电场力
3、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.
1、基本粒子：如电子、质子、离子等.
带电粒子所受重力远小于电场力，一般都不考虑重力（G=0，m≠0）
2、带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，一般都考虑重力（G≠0）
带电粒子
带电粒子在电场中
电场力
加速度
使速度变化
利用电场
使带电粒子
加速
偏转
+qm
V0
V=?
一、带电粒子的加速
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。
解法一 运用运动学知识求解
解法二 运用能量知识求解
1.非匀强电场中,
如何计算？
电场力做功，只与始末位置电势差有关
2.若带电粒子初速度V0
≠0
？
明确粒子V，a的变化情况
思
考：
3.若粒子带负电，以初速度V0沿垂直场强方向进入电场，运动情况如何？
匀减速
1、如图所示，在点电荷+Q的电场中有A、B两点，将质子和α粒子分别从A点由静止释放，到达B点时它们速度大小之比为多少？
解析：质子和α粒子都是正离子，从A点释放受电场力作用加速运动到B点。设AB两点间的电势差为U，由动能定理有
知识点巩固
2、M、N是在真空中竖直放置的两块平行金属板，m、-q的带电粒子，以初速度V0由小孔进入电场，当M、N间电压为U时，粒子刚好能到达N板，如果要使这个带电粒子能够到达M、N两板间距的1/2处返回，则下列说法正确的是
（
）
A、使初速度减半
B、使M、N间电压加倍
C、使M、N间电压提高4倍
D、使初速度和M、N间电压都加倍
M
N
U
d
-
v0
B
3、如图所示,水平放置的A、B两平行金属板相距为d,现有质量为m,电量为-q的小球,从距A板高h处自由下落,通过小孔C进入电场,但没能到达B板,求AB间电势差的最小值.
d
-q
二、带电粒子的偏转
1.粒子穿越电场的时间t=?
2.粒子离开电场的速度V=？
3.粒子离开电场时的偏角=？
4.沿垂直于板面方向偏移的距离=？
5.S
=?
S
1、受力分析：粒子受到竖直向下的电场力F＝Eq=qU/d。
2、运动规律分析:类平抛运动。
3、x方向
4、y方向
5、离开电场时的偏转角度的正切：
-
-
-
-
-
-
L
d
φ
v
利用电场使带电粒子偏转分析方法
类平抛运动
粒子在与电场垂直的方向上做匀速直线运动
粒子在与电场平行的方向上做初速度为零的匀加速运动
偏移量：
偏转角度：
φ
v0
vy
y
+
_
三、
加速和偏转一体
两板间所加电压最大值对应电子恰好沿板右边缘飞出
400V
4、一束初速不计的电子流在经U
=5000V的加速电压加速后，在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场，如图所示，若板间距离d=1.0cm，板长l=5.0cm，那么：要使电子能从平行板间飞出，两个极板上最多能加多大电压？?
-
-
-
-
5、如图所示AB、CD为平行金属板,A、B两板间电势差为U1,C、D两板间电势差为U2,一质量m,电荷量q的带电粒子(重力不计)由静止开始,经A、B加速后穿过CD发生偏转,最后打在荧光屏上,已知C、D极板长为l1,荧光屏距CD右端的距离为l2,
+
+
+
+
D
A
B
S
O
C
d
l2
粒子带正电还是带负电?
(2)
粒子打在荧光屏上距O点下方多远处?
y
1.带电粒子在各类电场中运动性质取决于:
(2)
初始状态
2.解
决
问
题
的
两
条
主
要
线
索
：
(1)力和运动的关系——
牛顿第二定律
(2)功和能的关系——
动能定理
课后思考
2、完成学案课后练习
阅读课本37页材料，理解密立根实验原理
1、如果考虑带电体的重力：如油滴（G≠0），它在电场中的运动情况？
1、如图所示，有三个质量相等分别带正电、负电和不带电的小球，从平行板电场中的P点以相同的初速度垂直于E进入电场，它们分别落到A、B、C三点，则可判断（
）
A.三个小球在电场中运动加速度关系是aA＞aB＞aC
D.落到A点的小球带正电，落到B点的小球不带电
C.三个小球在电场中运动时间相等
B.三个小球到达正极时的动能关系是EKA
＞EKB
＞EKC
D
课后练习
2、水平放置的两块平行金属板长L=5.0cm，两板间距d=1.0cm，两板间电压为90V，且上板为正，一个电子沿水平方向以速度v0=2.0×107m/s从两板中间射入，如图，求：（电子电量为-1.6×10-19C，质量为0.90×10-30kg）
（1）电子飞出电场时的侧移量是多少？
（2）电子飞出电场时的速度大小是多少？
（3）电子飞出电场时速度偏转角的正切值是多少？
课后练习
2、如图所示的电场中有A、B两点，A、B的电势差UAB＝100V，一个质量为m=2.0×10-12kg、电量为q=-5.0×10-8C的带电粒子，以初速度v0
=3.0×103m/s由A点运动到B点，求粒子到达B点时的速率。（不计粒子重力）
q为负
5、如图所示，A、B为平行金属板电容器，两板间的距离为d，在A板的缺口的正上方距离为h的P处，有一静止的、质量为m、带电量为+q的液滴由静止开始自由落下，若要使液滴不落在B板上，两板间的电压U至少为多大？两板间场强E至少为多大？
例与练
mg
mg
qE
对全过程由动能定理：
综合提高
如图所示,水平放置的A、B两平行金属板相距为d,现有质量为m,电量为-q的小球,从距A板高h处自由下落,通过小孔C进入电场,但没能到达B板,求AB间电势差的最小值.
解法一、[牛顿定律和运动学规律]
解法二、（动能定理法）
由W=ΔEK可列全过程的动能定理方程
mg(h+d)-qUmin=0,
Umin=mg(h+d)/q
1.9
带电粒子在电场中的运动
——习题课
带电粒子在电场中
要受到哪些力的作用?
电场力
3、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.
1、基本粒子：如电子、质子、离子等.
带电粒子所受重力远小于电场力，一般都不考虑重力（G=0，m≠0）
2、带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，一般都考虑重力（G≠0）
带电粒子
带电粒子在电场中
电场力
加速度
使速度变化
利用电场
使带电粒子
加速
偏转
+qm
V0
V=?
一、带电粒子的加速
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。
解法一 运用运动学知识求解
解法二 运用能量知识求解
1.非匀强电场中,
如何计算？
电场力做功，只与始末位置电势差有关
2.若带电粒子初速度V0
≠0
？
明确粒子V，a的变化情况
思
考：
3.若粒子带负电，以初速度V0沿垂直场强方向进入电场，运动情况如何？
匀减速
1、如图所示，在点电荷+Q的电场中有A、B两点，将质子和α粒子分别从A点由静止释放，到达B点时它们速度大小之比为多少？
解析：质子和α粒子都是正离子，从A点释放受电场力作用加速运动到B点。设AB两点间的电势差为U，由动能定理有
知识点巩固
2、M、N是在真空中竖直放置的两块平行金属板，m、-q的带电粒子，以初速度V0由小孔进入电场，当M、N间电压为U时，粒子刚好能到达N板，如果要使这个带电粒子能够到达M、N两板间距的1/2处返回，则下列说法正确的是
（
）
A、使初速度减半
B、使M、N间电压加倍
C、使M、N间电压提高4倍
D、使初速度和M、N间电压都加倍
M
N
U
d
-
v0
B
3、如图所示,水平放置的A、B两平行金属板相距为d,现有质量为m,电量为-q的小球,从距A板高h处自由下落,通过小孔C进入电场,但没能到达B板,求AB间电势差的最小值.
d
-q
二、带电粒子的偏转
1.粒子穿越电场的时间t=?
2.粒子离开电场的速度V=？
3.粒子离开电场时的偏角=？
4.沿垂直于板面方向偏移的距离=？
5.S
=?
S
1、受力分析：粒子受到竖直向下的电场力F＝Eq=qU/d。
2、运动规律分析:类平抛运动。
3、x方向
4、y方向
5、离开电场时的偏转角度的正切：
-
-
-
-
-
-
L
d
φ
v
利用电场使带电粒子偏转分析方法
类平抛运动
粒子在与电场垂直的方向上做匀速直线运动
粒子在与电场平行的方向上做初速度为零的匀加速运动
偏移量：
偏转角度：
φ
v0
vy
y
+
_
三、
加速和偏转一体
两板间所加电压最大值对应电子恰好沿板右边缘飞出
400V
4、一束初速不计的电子流在经U
=5000V的加速电压加速后，在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场，如图所示，若板间距离d=1.0cm，板长l=5.0cm，那么：要使电子能从平行板间飞出，两个极板上最多能加多大电压？?
-
-
-
-
5、如图所示AB、CD为平行金属板,A、B两板间电势差为U1,C、D两板间电势差为U2,一质量m,电荷量q的带电粒子(重力不计)由静止开始,经A、B加速后穿过CD发生偏转,最后打在荧光屏上,已知C、D极板长为l1,荧光屏距CD右端的距离为l2,
+
+
+
+
D
A
B
S
O
C
d
l2
粒子带正电还是带负电?
(2)
粒子打在荧光屏上距O点下方多远处?
y
1.带电粒子在各类电场中运动性质取决于:
(2)
初始状态
2.解
决
问
题
的
两
条
主
要
线
索
：
(1)力和运动的关系——
牛顿第二定律
(2)功和能的关系——
动能定理
课后思考
2、完成学案课后练习
阅读课本37页材料，理解密立根实验原理
1、如果考虑带电体的重力：如油滴（G≠0），它在电场中的运动情况？
1、如图所示，有三个质量相等分别带正电、负电和不带电的小球，从平行板电场中的P点以相同的初速度垂直于E进入电场，它们分别落到A、B、C三点，则可判断（
）
A.三个小球在电场中运动加速度关系是aA＞aB＞aC
D.落到A点的小球带正电，落到B点的小球不带电
C.三个小球在电场中运动时间相等
B.三个小球到达正极时的动能关系是EKA
＞EKB
＞EKC
D
课后练习
2、水平放置的两块平行金属板长L=5.0cm，两板间距d=1.0cm，两板间电压为90V，且上板为正，一个电子沿水平方向以速度v0=2.0×107m/s从两板中间射入，如图，求：（电子电量为-1.6×10-19C，质量为0.90×10-30kg）
（1）电子飞出电场时的侧移量是多少？
（2）电子飞出电场时的速度大小是多少？
（3）电子飞出电场时速度偏转角的正切值是多少？
课后练习
2、如图所示的电场中有A、B两点，A、B的电势差UAB＝100V，一个质量为m=2.0×10-12kg、电量为q=-5.0×10-8C的带电粒子，以初速度v0
=3.0×103m/s由A点运动到B点，求粒子到达B点时的速率。（不计粒子重力）
q为负
5、如图所示，A、B为平行金属板电容器，两板间的距离为d，在A板的缺口的正上方距离为h的P处，有一静止的、质量为m、带电量为+q的液滴由静止开始自由落下，若要使液滴不落在B板上，两板间的电压U至少为多大？两板间场强E至少为多大？
例与练
mg
mg
qE
对全过程由动能定理：
综合提高
如图所示,水平放置的A、B两平行金属板相距为d,现有质量为m,电量为-q的小球,从距A板高h处自由下落,通过小孔C进入电场,但没能到达B板,求AB间电势差的最小值.
解法一、[牛顿定律和运动学规律]
解法二、（动能定理法）
由W=ΔEK可列全过程的动能定理方程
mg(h+d)-qUmin=0,
Umin=mg(h+d)/q