人教版 (新课标)选修39 带电粒子在电场中的运动备课ppt课件

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目标概览学习目标：1.理解带电粒子在电场中的运动规律，并能分析解决加速和偏转的问题．2．知道示波管的基本原理．重点难点：1.重点：带电粒子在匀强电场中的运动规律．2．难点：综合应用力学和电学知识处理偏转问题．学法指导：尝试用运动和能量两种方法解决带电粒子的运动，体会两种方法的各自的优点．
第九节带电粒子在匀强电场中的运动　
1．偏转的距离y沿电场线方向做_______直线运动，加速度a＝F/m＝_____＝qU/md.射出电场时沿电场线方向偏转的距离y＝at2/2，其中t为飞行时间．垂直于电场线方向做______运动，由_______可求得t＝l/v0，将a和t代入y＝at2/2得y＝ ________.
思考　(1)在处理带电粒子在电场中的运动时，什么情况下，用运动学观点和能量观点都能处理？什么情况下，不能用运动学观点求解？(2)在处理带电粒子在匀强电场中偏转问题时，与处理物体的平抛运动有哪些相似之处？
【思考·提示】　(1)①若在匀强电场中加速，可根据运动学观点或能量观点来处理．②若在非匀强电场中加速，则只能根据能量观点.(2)都利用运动分解处理．
三、示波管的工作原理1．示波管的结构示波管的核心部件是________，示波管由_______、_________和_______组成，管内抽成______．
一、带电粒子的重力是否考虑？在带电粒子的加速或偏转问题的讨论中，经常会遇到是否考虑重力的困惑．
若所讨论的问题中，带电粒子受到的重力远远小于电场力，即mg≪qE，则可忽略重力的影响．譬如，一电子在电场强度为4.0×103 V/m的电场中，它所受的电场力F＝eE＝6.4×10－16 N，它所受的重力G＝mg＝9.0×10－30 N，F/G≈7.1×1013.可见，重力在此问题中的影响微不足道，完全应该略去不计．此时若考虑了重力，反而会给问题的解决带来不必要的麻烦，要指出的是，忽略粒子的重力并不是忽略粒子的质量．
反之，若带电粒子所受的重力跟电场力可以比拟，譬如，在密立根油滴实验中，带电油滴在电场中平衡，显然这时就必须考虑重力了．若再忽略重力，油滴平衡的依据就不存在了．总之，是否考虑带电粒子的重力要根据具体情况而定．
一般说来：(1)基本粒子：如电子、质子、α粒子、离子等除有说明或有明确的暗示以外，一般都不考虑重力(但并不忽略质量)．(2)带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或有明确的暗示以外，一般都不能忽略重力．
由③式可知，粒子的偏角与粒子q、m无关，仅决定于加速电场和偏转电场．即不同的带电粒子从静止经过同一电场加速后进入同一偏转电场后，它们在电场中的偏转角度总是相同的，它们的运动轨迹一定重合．
三、带电粒子在复合场中的运动问题带电粒子在复合场(电场、重力场)中，除受电场力外，还要考虑所受重力，即两个场力，此外是否还有弹力、摩擦力，再根据条件确定，解决此类问题一般先要对粒子进行受力分析，利用牛顿运动定律结合运动学公式或动能定理解决．
特别提醒粒子的运动情况取决于粒子的受力和初状态：1．直线运动：不受力(或受平衡力)或合力与初速度在一条直线上．2．曲线运动：合力与速度不平行．3．圆周运动：合外力提供向心力．　　
四、用两种观点解决带电体在电场中运动问题1．运动学观点(1)运动学观点：是指用匀变速运动的公式来解决实际问题，一般有两种情况．①带电粒子的初速度方向与电场线共线，则粒子做匀变速直线运动．②带电粒子的初速度方向垂直电场线，则粒子做匀变速曲线运动(类似于平抛运动)．
(2)当粒子在电场中做匀变速曲线运动时，一定要采取平抛运动的解决方法：①两个方向分别研究，即采用分解的方法，要分解位移还是分解速度要视具体情况而定．②两个方向上的运动是同步的．
2．能量观点首先对带电体受力分析，再分析运动形式，然后再根据具体情况选用公式计算．(1)若选用动能定理，则要分清有多少个力做功，是恒力做功还是变力做功，同时要明确初末状态及运动过程中动能的增量．
(2)若选用能量守恒定律，则分清带电体在运动中共有多少种能参与转化，哪些能量是增加的，哪些能量是减少的，表达式有几种．①初状态和末状态的能量相等，即E初＝E末．②增加能量的总和等于减少能量的总和，即ΔE增＝ΔE减．这种方法不仅适用于匀变速运动，对非匀变速运动(非匀强电场中)也同样适用．
特别提醒运动学公式只适用于处理匀强电场中的运动问题，而能量观点更普遍适用于各种电场中的运动，所以应随时想到应用能量观点处理带电粒子的运动问题，可能对解题带来方便．　　
A．电子到达B板时动能为eUB．电子从B到C动能变化为零C．电子到D板时动能为3eUD．电子在A板与D板间往复运动【解析】　电子在A、B间加速，加速电压为U，故选项A对；B、C板间电压为零，故B也对；电子在C、D板间做减速运动，且电压为2U，故到不了D板，所以选项C错而D对．
【答案】　C【思维升华】　(1)若在匀强电场中加速，可根据运动学观点或能量观点来处理．(2)若在非匀强电场中加速，则只能根据能量观点．
一个质量为m，带电荷量为＋q的粒子，以初速度为零进入一个电压为U1的加速电场加速后，又垂直进入一个电压为U2的偏转电场，经偏转电场偏转后打在荧光屏上，整个装置的其他参量如图13－9－8所示．试求：
【思维升华】　这是一个先加速又偏转的综合题．粒子先在U1的电场中加速后获得一定速度，进入U2的电场中做类平抛运动，射出偏转电场后不受任何力，做匀速直线运动直至打在荧光屏上．
【思维升华】 解决此类问题要根据物体的运动情况，首先明确受力分析，然后列平衡方程或牛顿第二定律的方程，或用功和能的关系列方程求解．其基本的解题思路、方法和所用的规律都跟力学问题相一致．