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高中物理课件-加速和偏转电场

目

录

CONTENCT

加速电场基本概念与性质

偏转电场原理及特点

加速和偏转电场综合应用

解题技巧与案例分析

实验操作指南与注意事项

知识拓展与前沿动态

加速电场基本概念与性质

描述电场强弱的物理量，用E表示。单位是牛/库（N/C）。

电场强度

规定为正电荷在该点所受电场力的方向。

电场强度的方向

电势差

电势能

关系

电场中两点间电势的差值，用U表示。单位是伏特（V）。

电荷在电场中具有的势能，用Ep表示。单位是焦耳（J）。

电势差与电势能的关系是Ep=qU，其中q为电荷量。

电场中各点电场强度的大小相等、方向相同的电场。

带电粒子在匀强电场中受到恒定的电场力作用，做匀变速直线运动或类平抛运动。

运动规律

匀强电场

利用示波器观察带电粒子在加速电场中的运动轨迹，验证加速电场的存在和性质。

通过测量油滴在加速电场中的运动情况，计算油滴所带电荷量，从而验证电荷的量子化。

利用阴极射线管观察电子束在加速电场中的运动情况，验证电子的存在和性质。

示波器实验

密立根油滴实验

阴极射线管实验

偏转电场原理及特点

电场不均匀

电场强度梯度

偏转电场的产生是由于电场在空间中分布不均匀，导致带电粒子在电场中受到不同方向的作用力。

电场强度在空间中存在梯度，使得带电粒子在不同位置受到的电场力大小和方向发生变化，从而产生偏转。

电场力方向

带电粒子在偏转电场中受到的电场力方向与电场强度方向相同或相反，取决于粒子的带电性质。

粒子运动轨迹

带电粒子在偏转电场中的运动轨迹为曲线，其形状和弯曲程度取决于粒子的初速度、电荷量以及电场的分布。

偏转角是指带电粒子进入偏转电场后，其运动方向与初始方向之间的夹角。

偏转角定义

根据带电粒子在偏转电场中的受力分析和运动学公式，可以推导出偏转角的计算公式，具体过程涉及到电场力、初速度、加速度等物理量的关系。

公式推导

实验现象

在偏转电场实验中，可以观察到带电粒子在电场中的偏转现象，其运动轨迹呈现出曲线形状。

数据记录

实验过程中需要记录不同条件下（如不同电场强度、不同粒子电荷量等）带电粒子的偏转情况，包括偏转角大小、运动轨迹形状等，以便后续分析和总结。

加速和偏转电场综合应用

01

02

03

04

显示器基本原理

显示器种类

显示器工作要素

实现方法

电子枪、偏转线圈、荧光屏等。

阴极射线管显示器、液晶显示器等。

利用电场对电子束进行偏转，使其在屏幕上形成图像。

通过电子枪发射电子，经过偏转线圈产生的电场进行偏转，最终打在荧光屏上形成图像。

粒子束武器基本原理

粒子束武器种类

发展现状

前景展望

利用高能粒子束对目标进行打击，造成破坏或杀伤。

目前粒子束武器仍处于研究阶段，尚未实际应用。

中性粒子束武器、带电粒子束武器等。

随着技术的不断发展，粒子束武器有望成为未来战争中的重要武器之一。

质谱仪：利用电场对离子进行加速和偏转，根据离子的质量和电荷比进行分离和分析。

电子显微镜：利用电场对电子进行加速和聚焦，提高显微镜的分辨率和成像质量。

粒子加速器在医学领域的应用：如放射性治疗、医学成像等。

解题技巧与案例分析

例题1：一个带电粒子在匀强电场中加速，然后进入一个偏转电场。分析粒子的运动轨迹和速度变化。

解析过程：首先根据带电粒子在匀强电场中的受力情况，利用牛顿第二定律求出加速度，再结合运动学公式求出粒子进入偏转电场时的速度。接着，分析粒子在偏转电场中的受力情况，利用类平抛运动的规律求出粒子的偏转角度和偏转距离。最后，根据粒子的初速度和偏转角度，利用速度合成求出粒子离开偏转电场时的速度。

例题2：一个带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，然后进入一个偏转电场。分析粒子的运动轨迹和速度变化。

解析过程：首先根据带电粒子在匀强磁场中的受力情况，利用洛伦兹力提供向心力求出粒子的轨道半径和周期。接着，分析粒子进入偏转电场时的速度方向和电场方向的关系，利用运动的合成与分解求出粒子在偏转电场中的加速度和速度变化。最后，根据粒子的初速度和加速度，利用运动学公式求出粒子离开偏转电场时的速度和位置。

对于加速和偏转电场的问题，首先要明确粒子的受力情况和运动状态，选择合适的物理规律进行求解。

在解题过程中，要注意分析粒子的初速度、加速度、运动时间和位移等物理量之间的关系，合理运用运动学公式和牛顿第二定律进行求解。

对于复杂的问题，可以采用分步求解的方法，先分析粒子在匀强电场或匀强磁场中的运动情况，再分析粒子在偏转电场中的运动情况，最后将各阶段的结果进行合成。

易错点1

避免方法

易错点3

避免方法

易错点2

避免方法

忽视粒子的初速度或初速度方向对运动的影响。

在分析问题时，要特别注意粒子的初速度大小和方向，以及初速度与电场或磁场方向的关系。这些因素将直接影响粒子的运动轨迹和速度变化。

混淆匀强电场和