物理：1.9《带电粒子在电场中的运动》基础知识讲解课件（新人教版选修3-1）

(共20张PPT)
第九节　带电粒子在电场中的运动
学习目标：1.掌握带电粒子在电场中加速和偏转所遵循的规律.
2．知道示波管的主要构造和工作原理.
重点难点：应用动力学的观点和功能关系来分析带电粒子在电场中的加速和偏转问题.
易错问题：何时考虑带电粒子在电场中运动时的重力.
一、带电粒子
1．带电粒子，如电子、质子等，由于质量很小，重力 静电力，故重力可以忽略.
2．带电粒子在电场中运动的两种最简单的情况是加速和偏转.
远小于
二、带电粒子的加速
　如图1－9－1所示，质量为m，带正电荷q的粒子，在静电力作用下由静止开始从正极板向负极板运动的过程中.
图1－9－1
1．静电力对它做的功：W＝ .
2．带电粒子到达负极板速率为v，它的动能为Ek＝ mv2.
3．由动能定理可知， 可解出v＝
4．带电粒子在非匀强电场中加速，上述结果仍适用.
qU
三、带电粒子在电场中的偏转
1．进入电场的方式：以初速度v0垂直于电场线方向进入匀强电场.
2．受力特点：电场力大小 ，且方向与初速度v0的方向 .
3．运动特点：做 运动，与力学中的 类似.
不变
垂直
匀变速曲线
平抛运动
4．运动规律(如图1－9－2所示)：
图1－9－2
(1)水平方向：①速度：vx＝
②位移：x＝l＝
v0
v0t
(2)竖直方向：①速度：vy＝at＝
②位移：
(3)偏转角度：tanθ＝
四、示波管的原理
1．构造
示波管是示波器的核心部件，外部是一个抽成真空的玻璃壳，内部主要由 (由发射电子的灯丝、加速电极组成)、 (由偏转电极XX′和偏转电极YY′组成)和 组成，如图1－9－3所示.
电子枪
偏转电极
荧光屏
图1－9－3
2．原理
灯丝被电源加热后，出现热电子发射，发射出来的电子经加速电场加速后，以很大的速度进入偏转电场，如在电极YY′之间加一个 ，在XX′偏转板上加一 ，在荧光屏上就会出现按YY′偏转电压规律变化的可视图象.
待显示的信号电压
仪器自身产生的锯齿形电压
一、带电粒子的加速
1．受力分析：因带电粒子(电子、质子、α粒子)受到的重力远远小于电场力，所以讨论带电粒子在电场中运动的问题时可忽略重力，而带电液滴、小球、尘埃则不可忽略重力，在分析这类问题时只需求电场力与重力的合力就可以了.
2．处理方法：可以从动力学和功能关系两个角度进行分析，其比较如下：
两个角度
内容 动力学角度 功能关系角度
涉及知识 应用牛顿第二定律结合匀变速直线运动公式 功的公式及动能定理
选择条件 匀强电场，电场力是恒力 可以是匀强电场，也可以是非匀强电场，电场力可以是恒力，也可以是变力
1.对带电粒子进行受力分析，运动特点分析，力做功情况分析是选择规律解题的关键.
2．选择解题的方法是优先从功能关系角度考虑，应用功能关系列式简单、方便，不易出错.
二、带电粒子的偏转(如图1－9－4所示)
图1－9－4
1．基本关系
对带电粒子在电场中的偏转问题也可以选择动能定理求解，但只能求出速度的大小，不能求出速度的方向，涉及到方向问题，必须采用把运动分解的方法.