人教版（江苏专用）高中物理必修第三册第十章静电场中的能量5带电粒子在电场中的运动课件.ppt

解析????设板长为L,板间距为d。根据动能定理得qU1=?m?(由【5】得到),粒子在偏转电场中做类平抛运动,加速度为a=?(由【6】得到),运动时间为t=?,偏转距离为y=?at2(由【7】得到),联立以上各式可得y=?,粒子离开偏转电场时速度偏转角的正切值为tanθ=?=?=?=?(由【8】得到),由此可见,粒子在沿电场线方向的偏转距离及粒子的速度偏转角仅与加速电压U1、极板长度L、板间距d和偏转电压U0有关,在质子、氘核和α粒子运动过程

中,这四个物理量都相同,所以它们的偏转距离相同,速度偏转角相同,粒子都打到荧光屏上同

一点,即只有一个亮点(由【4】得到),B正确,A、C、D错误。1.周期性变化的电场在两个相互平行的金属板间加周期性变化的电压,两板之间便可出现周期性变化的电

场。由于电场的变化,带电粒子所受的电场力发生变化,根据牛顿第二定律可知,其加速度将

发生变化,则其速度、位移都会发生变化,从而出现加速、减速,甚至形成比较复杂的周期性

运动等。常见的产生周期性变化电场的电压波形是矩形波,其电场从空间上看是匀强电场,即同一时

刻电场中各个位置的电场强度的大小、方向都相同;从时间上看是变化的电场,即电场强度

的方向随时间变化。定点2带电粒子在周期性变化的电场中的运动2.周期性变化电场中粒子的运动分析(1)粒子做单向或往返直线运动带电粒子在周期性变化电场中的直线运动,一般是加速、减速交替出现的多过程运动。

解决的方法是根据电场强度随时间变化的规律,得出粒子所受合力随时间变化的规律,从而

得到加速度随时间变化的规律,最后分析出速度随时间变化的规律。分析清楚一个周期内重

要物理量间的关系,进行归纳、推理,从而进行求解。除了运用运动学公式求解外,有时还借

助v-t图像进行运动过程分析。(2)粒子做偏转运动一般根据电场变化的特点分段研究。解决的方法是应用运动的合成与分解知识,把曲线

运动分解为两个方向的直线运动,再分别利用直线运动的规律加以解决。学科素养题型破讲解分析带电粒子在复合场中的运动指带电粒子在运动过程中同时受到几个场力作用而做的运

动。常见的是带电粒子同时受到重力和静电力的作用。研究时,常用以下两种方法:1.力和运动的关系分析法根据带电粒子受到的合外力,用牛顿第二定律求出加速度,结合运动学公式确定带电粒

子的速度、位移等。这种方法通常适用于恒力作用下带电粒子做匀变速运动的情况。分析

时具体有以下两种方法:(1)正交分解法处理这种运动的基本思想与处理偏转运动的思想类似,将复杂的运动分解为两个互相正

交的比较简单的直线运动,然后按运动合成的观点去求解复杂运动的有关物理量。题型带电粒子(带电体)在复合场中的运动(2)等效重力法等效重力法就是将重力与电场力进行合成,如图所示,则F合为等效重力场中的“重力”,

g=?为等效重力场中的“等效重力加速度”,F合的方向为“等效重力”的方向,即在等效重力场中的“竖直向下”方向。常应用“等效重力法”分析等效重力场中的圆周运动,其中等效“最高点”与“最低

点”的确定是关键。如图中虚线圆周所示为带电物体在等效重力场中做圆周运动的轨迹,过

其圆心作“等效重力”的作用线:①“等效重力”的反向延长线与圆周的交点,即为圆周运动的等效“最高点”。②“等效重力”的延长线与圆周的交点即为等效“最低点”。?5带电粒子在电场中的运动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,只受到静电力作用,且受力方向与运动

方向在同一直线上,则粒子做匀加速或匀减速直线运动。可根据带电粒子受到的静电力,用

牛顿第二定律求出加速度,结合运动学公式确定粒子的速度、位移等。2.用功和能的观点分析带电粒子在电场中只受静电力作用,只有电势能和动能的转化。可以根据静电力对带电

粒子做的功研究粒子的电势能变化,利用动能定理研究全过程中动能的变化,研究带电粒子

的速度变化、位移等。知识点1带电粒子在电场中的加速(1)若初速度为零,则qU=?mv2;(2)若初速度不为零,则qU=?mv2-?m?。1.运动状态分析带电粒子以初速度v0沿垂直于电场线方向飞入匀强电场,只受到恒定的与初速度方向垂

直的静电力作用,则粒子做匀变速曲线运动。2.偏转问题的处理方法将带电粒子的运动沿初速度方向和静电力方向进行分解。(1)沿初速度方向的分运动为匀速直线运动,满足l=v0t。(2)沿静电力方向的分运动为初速度为零的匀加速直线运动。①加速度a=?=?;②离开电场时沿静电力方向偏移的距离y=?at2=?。知识点2带电粒子在电场中的偏转③设离开电场时速度偏转角