人教版 (2019)必修 第三册5 带电粒子在电场中的运动背景图课件ppt

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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。
在原子物理、核物理等领域，带电粒子被加速成高能粒子，轰击原子、原子核，帮助人类认识物质微观结构。
带电粒子加速器中是受到什么力的作用而加速的呢?
带电粒子在电场中通常要受到重力和电场力
★研究质子、电子、离子等带电粒子在电场中运动时，重力一般远小于电场力，重力可以忽略，重力势能可以不考虑。（但并不能忽略质量）
★研究小球、液滴、油滴等带电微粒在电场中运动时，重力一般不能忽略。
思考：带电粒子在电场中要受到哪些力的作用？
在现代科学实验和技术设备中，常利用电场来改变或控制带电粒子的运动。对带电粒子在电场中的运动，从受力的角度来看，遵循牛顿运动定律，从做功的角度来看，遵循能的转化和守恒定律．
一、带电粒子在电场中加速
★研究带电粒子运动的主要工具： 电场力 加速度 电场力的功 动能定理
【例1】在电压为U处于真空中相距d的平行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？到达B板的速度多大？
粒子加速后的速度只与加速电压有关
问题：如图多级平行板连接，能否加速离子？
【例2】如图甲，某装置由多个横截面积相同的金属圆筒依次排列，其中心轴线在同一直线上，圆筒的长度依照一定的规律依次增加。序号为奇数的圆筒和交变电源的一个极相连，序号为偶数的圆筒和该电源的另一个极相连。交变电源两极间电势差的变化规律如图乙所示。在 t＝0时，奇数圆筒相对偶数圆筒的电势差为正值，此时位于和偶数圆筒相连的金属圆板（序号为 0）中央的一个电子，在圆板和圆筒1之间的电场中由静止开始加速，沿中心轴线冲进圆筒1。为使电子运动到圆筒与圆筒之间各个间隙中都能恰好使静电力的方向跟运动方向相同而不断加速，圆筒长度的设计必须遵照一定的规律。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，电子通过圆筒间隙的时间可以忽略不计。则金属圆筒的长度和它的序号之间有什么定量关系？第n个金属圆筒的长度应该是多少？
【课堂反馈1】下列粒子由静止经加速电压为U的电场加速后，哪种粒子动能最大? （ ） 哪种粒子速度最大 （ ） A、质子 B、电子 C、氘核 D、氦核
二、带电粒子在电场中的偏转
【问题提出】如图，一带电粒子以垂直匀强电场的场强方向以初速度v0射入电场，若不计粒子的重力，带电粒子将做什么运动？
【课堂检测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，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
用途：示波器可以用来观察电信号随时间变化的情况。结构：电子枪、偏转电极和荧光屏组成（管内抽成真空）
要使图像在水平方向展开，应在XX′之间加怎样的电压？
亮斑在水平方向来回运动－－扫描.
若在YY′之间加如图信号电压，同时在XX′之间加如图扫描电压，两者周期相同，则在荧光屏上就会看到信号电压的波形了。
【课堂检测3】如图所示，有一电子(电量为e、质量为m)经电压U1加速后，沿平行金属板A、B中心线进入两板，A、B板间距为d、长度为l， A、B板间电压为U2，屏CD足够大，距离A、B板右边缘2l，AB板的中心线过屏CD的中心且与屏CD垂直。试求电子束打在屏上的位置到屏中心间的距离。
1.带电粒子在电场中的加速运动。2.带电粒子垂直进入匀强电场中的偏转问题。3.示波管的原理
【课堂检测1】如图，电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始加速，然后射入电势差为U2的两块平行极板间的电场中，入射方向跟极板平行。整个装置处在真空中，重力可忽略。在满足电子能射出平行板区的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角θ变大的是 （ ）A、U1变大、U2变大 B、U1变小、U2变大C、U1变大、U2变小 D、U1变小、U2变小
【课堂检测2】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,现在使电子射入速度变为原来的两倍,而电子仍从原来位置射入,且仍从正极板边缘飞出,则两极板间距离就变为原来的( ) A.2倍 B.4倍 C. 1/2倍 D. 1/4倍