2020-2021学年高二上学期物理人教版选修3-1第一章第九节带电粒子在电场中的运动 课件(共23张PPT)
文档属性
| 名称 | 2020-2021学年高二上学期物理人教版选修3-1第一章第九节带电粒子在电场中的运动 课件(共23张PPT) |  | |
| 格式 | ppt | ||
| 文件大小 | 3.6MB | ||
| 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 | 2021-04-16 10:43:12 | ||
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文档简介
(共23张PPT)
带电粒子在电场中的运动
第一章 静电场
带电粒子
带电粒子在电场中要受到哪些力的作用？
1.
微观带电粒子：如电子、质子、离子等。
一般都不考虑重力。
2.
宏观带电微粒：如带电小球、液滴、尘埃等。
一般都考虑重力。
注意：忽略粒子的重力并不是忽略粒子的质量
带电粒子在电场中的加速
+
-
【例】在加上电压U并处于真空中的金属板间有一正电荷q，质量为m，只在电场力作用下从静止释放，电荷将做什么运动？
求电荷到达负极板时的速度？
q
?
F
A
B
带电粒子在电场中的加速
法一：运动力学
法二：动能定理
带电粒子在电场中的加速
法一：运动力学
法二：动能定理
只适用于匀强电场
也适用于非匀强电场
巩固习题
如图所示，在A板附近有一电子由静止开始向B板运动，则关于电子到达B板时的速率，下列解释正确的是( )
A．两板间距越大，加速的时间就越长，则获得的速率越大
B．两板间距越小，加速的时间就越长，则获得的速率越大
C．获得的速率大小与两板间的距离无关，仅与加速电压U有关
D．两板间距离越小，加速的时间越短，则获得的速率越小
C
巩固习题
(多选)如图为示波管中电子枪的原理示意图，示波管内被抽成真空。A为发射电子的阴极，K为接在高电势点的加速阳极，A、K间电压为U，电子离开阴极时的速度可以忽略，电子经加速后从K的小孔中射出时的速度大小为v。下面的说法中正确的是( )
带电粒子在电场中的偏转
L
d
+
U
v0
F
+
v
v0
vy
y
θ
偏转角
偏移量
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
q、m
类平抛运动
带电粒子在电场中的偏转
带电粒子偏转的两个结论
(1)粒子从偏转电场射出时，其速度v的反向延长线过水平位移的中点。
(2)不同的带电粒子(电性相同)，若经同一电场(加速电压为U1)加速后，又进入同一偏转电场(电压为U2)，则它们的运动轨迹必定重合。
带电粒子在电场中的偏转
巩固习题
如图所示，一个带电粒子先后以速度v和2v垂直于电场方向从某点射入平行板M、N间的匀强电场，并射出电场。不计重力，则前后两次带电粒子在电场中运动的时间之比
t1：t2为(
)
A．1：1
B．1：2
C．2：1
D．1：3
C
巩固习题
如图所示，O1O2为带电平行板电容器的中轴线，三个相同的带电粒子沿轴线射入两板间．粒子1打到B板的中点，粒子2刚好打在B板边缘，粒子3从两板间飞出，设三个粒子只受电场力作用，则(
)
A．三个粒子在电场中运动时间关系为t1＜t2＝t3
B．三个粒子在电场中运动时间关系为t1＝t2＞t3
C．三个粒子在电场中运动的初速度关系为v1＝v2＝v3
D．三个粒子在飞行过程中动能的变化量关系为ΔE1＝ΔE2＞ΔE3
BD
巩固习题
将三个质量相等的带电微粒分别以相同的水平速度由P点射人水平放置的平行金属板间，已知上板带正电，下板接地，三个微粒分别落在图中A、B、C三点，不计其重力作用，则
A．三个微粒所带电荷量相同
B．三个微粒在电场中运动时间相等
C．三个微粒所受电场力的大小关系是FAD．三个微粒到达下板时的动能关系是EkACD
巩固习题
2如图所示，a、b两个带正电的粒子，以相同的速度先后垂直于电场线从同一点进入平行板间的匀强电场后，a粒子打在B板的a′点，b粒子打在B板的b′点，若不计重力，则( )
A．a的电荷量一定大于b的电荷量
B．b的质量一定大于a的质量
C．a的比荷一定大于b的比荷
D．b的比荷一定大于a的比荷
C
巩固习题
1(2018·湖北武昌实验中学检测)如图所示，有一质子(质量为m、电荷量为e)由静止开始经电压为U1的电场加速后，进入两极间距离为d、板间电压为U2的平行金属板间，若质子从两板正中间垂直电场方向射入电场，并且恰能从下板右边缘穿出电场。求：
(1)质子刚进入偏转电场U2时的速度v0；
(2)质子在偏转电场U2中运动的时间和金属板的长度L；
(3)质子穿出偏转电场时的动能Ek。
示波管的原理
产生高速飞行的电子束
显示的电压信号
锯齿扫描电压
使电子沿Y方向偏移
使电子沿x方向偏移
示波管的原理
Y
Y’
X
X’
-
+
-
-
+
-
若金属板水平放置
电子将竖直偏转
若金属板竖直放置
电子将水平偏转
偏转电极的放置方式
示波管的原理
1（1）
如果在电极XX’之间不加电压，而在YY’之间加不变电压，使Y的电势比Y’高，电子将打在荧光屏的什么位置？
电子沿Y方向向上偏移
示波管的原理
1（1）变式：如果在电极XX’之间不加电压，而在YY’之间加不变电压，使Y’的电势比Y高，电子将打在荧光屏的什么位置？
电子沿Y方向向下偏移
示波管的原理
1（2）如果在电极
YY’之间不加电压，但在XX’之间加不变电压，使X的电势比X’高，电子将打在荧光屏的什么位置？
电子沿X方向向里偏移
示波管的原理
1（2）变式：如果在电极
YY’之间不加电压，但在XX’之间加不变电压，使X’的电势比X高，电子将打在荧光屏的什么位置？
电子沿X方向向外偏移
示波管的原理
示波管的原理
如图所示的示波管，当两偏转电极XX′、YY′电压为零时，电子枪发射的电子经加速电场加速后会打在荧光屏上的正中间(图示坐标系的O点，其中x轴与XX′电场的场强方向重合，x轴正方向垂直于纸面向里，y轴与YY′电场的场强方向重合，y轴正方向竖直向上)。若要电子打在图示坐标系的第Ⅲ象限，则( )
A．X、Y极接电源的正极，X′、Y′接电源的负极
B．X、Y′极接电源的正极，X′、Y接电源的负极
C．X′、Y极接电源的正极，X、Y′接电源的负极
D．X′、Y′极接电源的正极，X、Y接电源的负极
带电粒子在电场中的运动
第一章 静电场
带电粒子
带电粒子在电场中要受到哪些力的作用？
1.
微观带电粒子：如电子、质子、离子等。
一般都不考虑重力。
2.
宏观带电微粒：如带电小球、液滴、尘埃等。
一般都考虑重力。
注意：忽略粒子的重力并不是忽略粒子的质量
带电粒子在电场中的加速
+
-
【例】在加上电压U并处于真空中的金属板间有一正电荷q，质量为m，只在电场力作用下从静止释放，电荷将做什么运动？
求电荷到达负极板时的速度？
q
?
F
A
B
带电粒子在电场中的加速
法一：运动力学
法二：动能定理
带电粒子在电场中的加速
法一：运动力学
法二：动能定理
只适用于匀强电场
也适用于非匀强电场
巩固习题
如图所示，在A板附近有一电子由静止开始向B板运动，则关于电子到达B板时的速率，下列解释正确的是( )
A．两板间距越大，加速的时间就越长，则获得的速率越大
B．两板间距越小，加速的时间就越长，则获得的速率越大
C．获得的速率大小与两板间的距离无关，仅与加速电压U有关
D．两板间距离越小，加速的时间越短，则获得的速率越小
C
巩固习题
(多选)如图为示波管中电子枪的原理示意图，示波管内被抽成真空。A为发射电子的阴极，K为接在高电势点的加速阳极，A、K间电压为U，电子离开阴极时的速度可以忽略，电子经加速后从K的小孔中射出时的速度大小为v。下面的说法中正确的是( )
带电粒子在电场中的偏转
L
d
+
U
v0
F
+
v
v0
vy
y
θ
偏转角
偏移量
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
q、m
类平抛运动
带电粒子在电场中的偏转
带电粒子偏转的两个结论
(1)粒子从偏转电场射出时，其速度v的反向延长线过水平位移的中点。
(2)不同的带电粒子(电性相同)，若经同一电场(加速电压为U1)加速后，又进入同一偏转电场(电压为U2)，则它们的运动轨迹必定重合。
带电粒子在电场中的偏转
巩固习题
如图所示，一个带电粒子先后以速度v和2v垂直于电场方向从某点射入平行板M、N间的匀强电场，并射出电场。不计重力，则前后两次带电粒子在电场中运动的时间之比
t1：t2为(
)
A．1：1
B．1：2
C．2：1
D．1：3
C
巩固习题
如图所示，O1O2为带电平行板电容器的中轴线，三个相同的带电粒子沿轴线射入两板间．粒子1打到B板的中点，粒子2刚好打在B板边缘，粒子3从两板间飞出，设三个粒子只受电场力作用，则(
)
A．三个粒子在电场中运动时间关系为t1＜t2＝t3
B．三个粒子在电场中运动时间关系为t1＝t2＞t3
C．三个粒子在电场中运动的初速度关系为v1＝v2＝v3
D．三个粒子在飞行过程中动能的变化量关系为ΔE1＝ΔE2＞ΔE3
BD
巩固习题
将三个质量相等的带电微粒分别以相同的水平速度由P点射人水平放置的平行金属板间，已知上板带正电，下板接地，三个微粒分别落在图中A、B、C三点，不计其重力作用，则
A．三个微粒所带电荷量相同
B．三个微粒在电场中运动时间相等
C．三个微粒所受电场力的大小关系是FA
巩固习题
2如图所示，a、b两个带正电的粒子，以相同的速度先后垂直于电场线从同一点进入平行板间的匀强电场后，a粒子打在B板的a′点，b粒子打在B板的b′点，若不计重力，则( )
A．a的电荷量一定大于b的电荷量
B．b的质量一定大于a的质量
C．a的比荷一定大于b的比荷
D．b的比荷一定大于a的比荷
C
巩固习题
1(2018·湖北武昌实验中学检测)如图所示，有一质子(质量为m、电荷量为e)由静止开始经电压为U1的电场加速后，进入两极间距离为d、板间电压为U2的平行金属板间，若质子从两板正中间垂直电场方向射入电场，并且恰能从下板右边缘穿出电场。求：
(1)质子刚进入偏转电场U2时的速度v0；
(2)质子在偏转电场U2中运动的时间和金属板的长度L；
(3)质子穿出偏转电场时的动能Ek。
示波管的原理
产生高速飞行的电子束
显示的电压信号
锯齿扫描电压
使电子沿Y方向偏移
使电子沿x方向偏移
示波管的原理
Y
Y’
X
X’
-
+
-
-
+
-
若金属板水平放置
电子将竖直偏转
若金属板竖直放置
电子将水平偏转
偏转电极的放置方式
示波管的原理
1（1）
如果在电极XX’之间不加电压，而在YY’之间加不变电压，使Y的电势比Y’高，电子将打在荧光屏的什么位置？
电子沿Y方向向上偏移
示波管的原理
1（1）变式：如果在电极XX’之间不加电压，而在YY’之间加不变电压，使Y’的电势比Y高，电子将打在荧光屏的什么位置？
电子沿Y方向向下偏移
示波管的原理
1（2）如果在电极
YY’之间不加电压，但在XX’之间加不变电压，使X的电势比X’高，电子将打在荧光屏的什么位置？
电子沿X方向向里偏移
示波管的原理
1（2）变式：如果在电极
YY’之间不加电压，但在XX’之间加不变电压，使X’的电势比X高，电子将打在荧光屏的什么位置？
电子沿X方向向外偏移
示波管的原理
示波管的原理
如图所示的示波管，当两偏转电极XX′、YY′电压为零时，电子枪发射的电子经加速电场加速后会打在荧光屏上的正中间(图示坐标系的O点，其中x轴与XX′电场的场强方向重合，x轴正方向垂直于纸面向里，y轴与YY′电场的场强方向重合，y轴正方向竖直向上)。若要电子打在图示坐标系的第Ⅲ象限，则( )
A．X、Y极接电源的正极，X′、Y′接电源的负极
B．X、Y′极接电源的正极，X′、Y接电源的负极
C．X′、Y极接电源的正极，X、Y′接电源的负极
D．X′、Y′极接电源的正极，X、Y接电源的负极