物理必修 第三册带电粒子在电场中的运动多媒体教学ppt课件

这是一份物理必修 第三册带电粒子在电场中的运动多媒体教学ppt课件，共78页。
5.带电粒子在电场中的运动目 录 01.基础知识·准落实02.核心要点·快突破03.教学效果·勤检测04.课时训练·提素能基础知识·准落实梳理归纳 自主学习 01知识点一　带电粒子在电场中的加速1. 带电粒子的运动特点利用 使带电粒子加速，其速度方向与 ⁠的方向相同或相反。电场　电场强度　2. 两种分析思路（1）利用牛顿第二定律结合 公式，适用于 ⁠电场且问题中涉及运动时间等描述运动过程的物理量时适合该思路。（2）利用静电力做功结合 ，当问题只涉及 ⁠ 、速率等动能定理公式中的物理量或 ⁠电场情景时适合该思路。匀变速直线运动　匀强　动能定理　位移　非匀强　知识点二　带电粒子在电场中的偏转1. 条件：带电粒子的初速度方向跟电场方向 ⁠。2. 运动规律：在匀强电场中，带电粒子做类平抛运动，运动轨迹是一条 ⁠。3. 分析思路：同分析平抛运动的思路相同，不同的是平抛运动物体所受的是重力，而带电粒子所受的是静电力。垂直　抛物线　（1）构造示意图：（2）原理：电子在 电场中加速，在 ⁠电场中偏转后打在荧光屏上。加速　偏转　4. 示波管[拓展学习]【情景思辨】如图所示，一电子在加速电场中加速后进入偏转电场运动。（1）忽略重力，带电粒子加速时做匀变速直线运动。（　√　） （3）电子在匀强电场中偏转时，可能做匀速圆周运动。（　×　）（4）当其他条件相同时，v0越大，电子在偏转电场中偏转距离越大。（　×　）√√××核心要点·快突破互动探究 深化认知 02要点一　带电粒子在电场中的加速1. 带电粒子的分类及受力特点（1）微观粒子：电子、质子、α粒子、离子等基本粒子，一般都不考虑重力。（2）质量较大的微粒：带电小球、带电油滴、带电颗粒等，除有说明或有明确的暗示外，处理问题时一般都不能忽略重力。2. 带电粒子只受静电力作用的加速问题分析（1）加速度 （2）速度①利用功能关系求解（适用于所有电场）  ②利用力和运动关系求解（仅适用于匀强电场）  【典例1】　如图所示，在P板附近有一电子（图中未画出）由静止开始向Q板运动，则下列关于电子到达Q板时的速率与哪些因素有关的解释正确的是（　　） 规律方法带电粒子在电场中直线运动问题的分析方法 1. 如图所示，A、B是一对中心有孔的圆盘，它们间有一定的电势差UAB，一电子（不计重力）以一定初动能Ek0＝500 eV进入A圆盘中心，如果UAB＝600 V，那么电子飞出圆盘中心的动能是Ek1；如果UAB＝－600 V，那么电子射出圆盘中心的动能是Ek2，则（　　）解析：　如果UAB＝600 V，A电势高于B，电子在A、B间所受静电力方向指向A，又因为Ek0＜eUAB，所以电子无法从B的小孔中射出，最终又会返回A的小孔，整个过程静电力做功为零，根据动能定理可得Ek1＝Ek0＝500 eV，如果UAB＝－600 V，A电势低于B，电子在A、B间所受静电力方向指向B，电子将始终加速，根据动能定理可得Ek2－Ek0＝－eUAB，解得Ek2＝1 100 eV，故选B。2. 电子被加速器加速后轰击重金属靶时，会产生射线，可用于放射治疗。图甲展示了一台医用电子直线加速器，其原理如图乙所示：从阴极射线管的阴极K发射出来的电子（速度可忽略），经电势差的绝对值为U的电场加速后获得速度v，加速电场两极板间的距离为d，不计电子所受重力。下列操作可使v增大的是（　　） 要点二　带电粒子在电场中的偏转   4. 运动轨迹：抛物线。 （1）电子经过电压U加速后的速度vx的大小；答案：8×106 m/s　 （2）电子在偏转电场中运动的加速度a的大小；答案：1.1×1015 m/s2　  （3）电子离开偏转电场时的速度方向与刚进入该电场时的速度方向之间的夹角θ。答案：45°  1. 如图所示，静止的电子在加速电压U1的作用下从O经P板的小孔射出，又垂直进入平行金属板间的电场，在偏转电压U2的作用下偏转一段距离。现使U1加倍，要想使电子的运动轨迹不发生变化，应该（　　） 2. 一束电子流经U＝5 000 V的加速电压加速后，在距两平行极板等距离处垂直进入板间的匀强电场，如图所示。若两极板间距离d＝1.0 cm，板长l＝5.0 cm，那么要使电子能从极板间飞出，两极板间最大能加多大电压？答案：400 V 要点三　示波管的原理　电子枪通电后发射电子，电子在加速电场作用下被加速，然后进入偏转电场。偏转电极一般有相互垂直的两组，一组控制竖直偏转，一组控制水平偏转。电子经过偏转电场后打到荧光屏上使荧光粉发光。【典例3】　（多选）如图是示波管的原理图。它由电子枪、偏转电极（XX'和YY'）、荧光屏组成，管内抽成真空。给电子枪通电后，如果在偏转电极XX'和YY'上都没有加电压，电子束将打在荧光屏的中心O点，在那里产生一个亮斑。下列说法正确的是（　　）解析：要想让亮斑沿OY向上移动，电子受力方向应沿Y方向，即Y电势高，选项A错误；要想让亮斑移到荧光屏的右上方，Y为高电势，X为高电势才可以，选项B正确；要想在荧光屏上出现一条水平亮线，要在XX'上加扫描电压，在YY'上加恒定电压或不加电压，选项C正确；要想在荧光屏上出现一条正弦曲线，分析可知选项D正确。 　如图是示波管的示意图，从电子枪发出的电子通过两对偏转电极，如果偏转电极不加电压，则电子沿直线打在荧光屏的中心O，当在两对偏转电极上同时加上电压后，电子将偏离中心打在某个位置，现已标出偏转电极所加电压的正负极，从示波管的右侧来看，电子可能会打在荧光屏上哪一位置（　　）解析：　根据竖直和水平偏转电压的正、负极，带负电的电子应偏向屏幕的左上方，故选B。教学效果·勤检测强化技能 查缺补漏 031. 两平行金属板相距为d，电势差为U，一电子质量为m，电荷量为e，从O点沿垂直于极板的方向射出，最远到达A点，然后返回，如图所示，OA＝L，则此电子具有的初动能是（　　） 2. 喷墨打印机的简化模型如图所示。重力可忽略的墨汁微滴，经带电室带负电后，以速度v垂直匀强电场飞入极板间，最终打在纸上，则微滴在极板间电场中（　　）   4. 两平行金属板A、B水平放置，一个质量为m＝5×10－6 kg的带电微粒，以v0＝2 m/s的水平速度从两板正中位置射入电场，如图所示，A、B两板间距离为d＝4 cm，板长l＝10 cm。（g取10 m/s2）（1）当A、B间的电压为UAB＝1 000 V时，微粒恰好不偏转，沿图中虚线射出电场，求该微粒的电荷量和电性；答案：2×10－9 C　负　 （2）使B板接地，欲使该微粒射出偏转电场，求A板电势的取值范围。答案：－600 V～2 600 V  04课时训练·提素能分层达标 素养提升考点一　带电粒子在电场中的加速1. 质量和电荷量不同的带电粒子，在电场中由静止开始经相同电压加速后（　　） 2. 如图所示，在P板附近有一电子由静止开始向Q板运动。已知两极板间电势差为U，板间距离为d，电子质量为m，电荷量为e。则关于电子在两板间的运动情况，下列叙述正确的是（　　）    4. 当今医学上对某些肿瘤采用质子疗法进行治疗，该疗法用一定能量的质子束照射肿瘤杀死癌细胞，如图所示。现用一直线加速器来加速质子，使其从静止开始被加速到1.0×107 m/s。已知加速电场的场强为1.3×105 N/C，质子的质量为1.67×10－27 kg，电荷量为1.6×10－19 C，则下列说法正确的是（　　） 考点二　带电粒子在电场中的偏转5. 如图所示，两极板与电源相连接，电子从负极板边缘垂直电场方向射入匀强电场，且恰好从正极板边缘飞出，现在使电子入射速度变为原来的两倍，而电子仍从原位置射入，且仍从正极板边缘飞出，则两极板的间距应变为原来的（　　） 6. 如图所示，一电子枪发射出的电子（初速度很小，可视为零）进入加速电场加速后，垂直射入偏转电场，射出时偏转位移为y，要使偏转位移增大，下列可行的措施是（　　） 7. （多选）三个电子在同一地点沿同一直线垂直飞入偏转电场，不计电子重力，如图，a打在下极板上，b正好飞出。则由此可判断（　　）  （1）求电子进入偏转电场时的速度v0的大小；   （2）若L＝d＝8 cm，U2＝400 V，U1＝200 V，求电子离开偏转电场时偏离原入射方向的侧移距离y的大小。答案：4 cm 解得y＝4 cm。 9. 如图所示，三块平行放置的带电金属薄板A、B、C中央各有一小孔，小孔分别位于O、M、P点。由O点静止释放的电子恰好能运动到P点。现将C板向右平移到P'点，则由O点静止释放的电子（　　） 第二次释放后，设电子在B、C间移动的距离为x，则eE1d1－eE2x＝0－0　②比较①②两式知，x＝d2，即电子运动到P点时返回，选项A正确。10. （多选）如图所示，一个带正电粒子以一定的初速度v0沿两板的中线进入水平放置的平行金属板内，恰好沿下板的边缘飞出，已知板长为L，平行板间距离为d，板间电压为U，带电粒子的质量为m，不计粒子的重力，则（　　）    12. 如图所示为一真空示波管，电子从位于中心线上的灯丝K发出（初速度不计），经灯丝与A板间的加速电压U1加速，从A板中心孔沿中心线KO射出，然后进入两块带电平行金属板M、N形成的偏转电场中（偏转电场可视为匀强电场），电子进入M、N间电场时的速度与电场方向垂直，电子经过偏转电场后打在荧光屏上的P点。已知M、N两板间的电压为U2，两板间的距离为d，板长为L1，板右端到荧光屏的距离为L2，电子质量为m，电荷量为e，求：（1）电子穿过A板时的速度大小v0；   （2）电子从偏转电场射出时的侧移量y；   （3）P点到O点的距离Y；   （4）该示波器的灵敏度D（荧光屏上每单位偏转电压引起的偏转量）。  谢谢观看!