高中物理选修3-1]精讲精炼：带电粒子在电场中的运动.doc

课网教案试题课件大全课网教案试题课件大全带电粒子在电场中的运动一、重点知识讲解 1. 在分析物体受力时,是否考虑重力要依据具体情况而定。(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忽略不计。(2 )带电颗粒:如尘埃、液滴、小球等,除有说明或有明确的暗示以外一般都不能忽略。“带电粒子”一般是指电子、质子及其某些离子或原子核等微观的带电体, 它们的质量都很小, 例如: 电子的质量仅为 × 10 -30 千克、质子的质量也只有 × 10 -27 千克。(有些离子和原子核的质量虽比电子、质子的质量大一些, 但从“数量级”上来盾, 仍然是很小的。) 如果近似地取 g=10 米/秒 2, 则电子所受的重力也仅仅是 m e g= × 10 -30× 10= × 10 -29(牛)。但是电子的电量为 q= × 10 -19库( 虽然也很小, 但相对而言 10 -19比 10 -30 就大了 10 -11倍) ,如果一个电子处于 E= × 10 4牛/ 库的匀强电场中(此电场的场强并不很大), 那这个电子所受的电场力 F= qE= × 10 -19× × 10 4 =× 10 -15(牛), 看起来虽然也很小, 但是比起前面算出的重力就大多了(从“数量级”比较, 电场力比重力大了 10 14倍), 由此可知: 电子在不很强的匀强电场中, 它所受的电场力也远大于它所受的重力—— qE>>m eg。所以在处理微观带电粒子在匀强电场中运动的问题时,一般都可忽略重力的影响。但是要特别注意: 有时研究的问题不是微观带电粒子, 而是宏观带电物体, 那就不允许忽略重力影响了。例如: 一个质量为 1 毫克的宏观颗粒, 变换单位后是 1× 10 -6 千克, 它所受的重力约为 mg=1 × 10 -6× 10=1 × 10 -5 (牛) ,有可能比它所受的电场力还大,因此就不能再忽略重力的影响了。 2 .加强力学知识与规律公式的基础教学,循序渐进的引入到带电粒子在电场中的运动,注意揭示相关知识的区别和联系。 3 .注重带电粒子在电场中运动的过程分析与运动性质分析(平衡、加速或减速、轨迹是直线还是曲线), 注意从力学思路和能量思路考虑问题,且两条思路并重;同时选择好解决问题的物理知识和规律。二、带电粒子在电场中的运动几种情况分析(一)带电粒子的加速 1. 运动状态分析带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场, 受到的电场力与运动方向在同一直线上, 做加速(或减速)直线运动。 2. 用功能观点分析粒子动能的变化量等于电场力做的功。(1 )若粒子的初速度为零,则 qU=m v 2 /2,V= 2qU m 课网教案试题课件大全课网教案试题课件大全(2 )若粒子的初速度不为零,则 qU=m v 2 /2- mv 0 2 /2, V= 202qU Vm ? 3. 用牛顿运动定律和运动学公式分析:带电粒子平行电场线方向进入匀强电场,则带电粒子做匀变速直线运动,可由电场力求得加速度进而求出末速度、位移或时间。注意: (1 )不管是匀强电场还是非匀强电场加速带电粒子 W=qU 都适应,而 W=qEd ,只适应于匀强电场. (2 )对于直线加速,实质上是电势能转化为动能,解决的思路是列动能定理的方程(能量观点)来求解。(二)带电粒子的偏转(限于匀强电场) 1. 运动状态分析:带电粒子以速度 V 0 垂直电场线方向飞入匀强电场时,受到恒定的与初速度方向成 90 0 角的电场力作用而做匀变速曲线运动。 2. 偏转问题的分析处理方法:类似平抛运动的分析处理,应用运动的合成和分解知识分析处理。(1 )垂直电场方向的分运动为匀速直线运动: t=L/V 0;v x =v 0; x=v 0t (2 )平行于电场方向是初速为零的匀加速运动: v y =at ,y= 12 at 2 经时间 t 的偏转位移: y= qU 2md ( xV 0) 2; 粒子在 t 时刻的速度: Vt= V 0 2 +V y 2; 时间相等是两个分运动联系桥梁; 偏转角: tgφ= V yV 0= qUx mdv 0 2 (三)先加速后偏转若带电粒子先经加速电场(电压 U 加)加速,又进入偏转电场(电压 U 偏) ,射出偏转电场时的侧移 2 2 2 2201 2 2 4 4 qU L qU L U L y at dmV dqU dU ? ???偏偏偏加加偏转角: tgφ= V yV 0= U 偏L 2U 加d 带电粒子的侧移量和偏转角都与质量 m 、带电量 q 无关。(四) 示波管原理 1 .构造及功能课网教案试题课件大全课网教案试题课件大全如图(1)电子枪