人教版高中物理必修三《帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)》靜電場中的能量PPT課件下載，共49頁。
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.會從運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系的角度、從功和能量變化的關(guān)系的角度分析帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的加速問題。(物理觀念)
2.知道帶電粒子垂直于電場線進(jìn)入勻強(qiáng)電場運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn),并能對偏移距離、偏轉(zhuǎn)角度、離開電場時(shí)的速度等物理量進(jìn)行分析與計(jì)算。(科學(xué)思維)
3.了解示波管的工作原理,體會靜電場知識對科學(xué)技術(shù)的影響,激發(fā)求知欲。(科學(xué)態(tài)度與責(zé)任)
4.通過解決帶電粒子在電場中加速和偏轉(zhuǎn)的問題,加深對從牛頓運(yùn)動(dòng)定律和功能關(guān)系兩個(gè)角度分析物體運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識,以及將勻變速直線運(yùn)動(dòng)分解為兩個(gè)方向上的簡單運(yùn)動(dòng)來處理的思路的認(rèn)識。(科學(xué)思維)
一、帶電粒子在電場中的加速
想一想陰極射線管是一個(gè)抽成真空的玻璃管,如圖所示,它的左邊有一個(gè)能發(fā)射電子的陰極,右邊是陽極。把它們分別與高壓電源的負(fù)極和正極連接,可以從熒光屏上看到一條亮線,這就是電子在管內(nèi)的運(yùn)動(dòng)徑跡。觀察這一現(xiàn)象,思考以下問題:
(1)為什么要在管內(nèi)設(shè)置熒光屏?
(2)通過觀察到的徑跡,你認(rèn)為電子在管內(nèi)做的是什么運(yùn)動(dòng)?
提示 (1)設(shè)置熒光屏是為了觀察到電子的運(yùn)動(dòng)徑跡;
(2)我們看到電子的運(yùn)動(dòng)徑跡是一條直線,這說明電子在管內(nèi)做的是直線運(yùn)動(dòng)。
1.運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析:帶電粒子(不計(jì)重力)沿電場方向射入勻強(qiáng)電場時(shí),若所受靜電力與速度方向同向,則粒子做勻加速直線運(yùn)動(dòng);若所受靜電力與速度方向反向,則粒子做勻減速直線運(yùn)動(dòng)。
二、帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)
1.運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析:帶電粒子以初速度v0垂直于電場線方向飛入勻強(qiáng)電場,受到與初速度方向垂直的恒定靜電力作用而做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。
2.處理方法:帶電粒子以初速度v0垂直于電場線方向飛入勻強(qiáng)電場,將帶電粒子的運(yùn)動(dòng)沿初速度方向和靜電力方向進(jìn)行分解。沿初速度方向的分運(yùn)動(dòng)為勻速直線運(yùn)動(dòng)。沿靜電力方向的分運(yùn)動(dòng)為初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。
三、示波管的原理
1.構(gòu)造
示波管是示波器的核心部件,外部是一個(gè)抽成真空的玻璃殼,內(nèi)部主要由電子槍(由發(fā)射電子的燈絲、加速電極組成)、偏轉(zhuǎn)電極(由一對X偏轉(zhuǎn)電極板和一對Y偏轉(zhuǎn)電極板組成)和熒光屏組成,如圖所示。
2.原理
(1)掃描電壓:XX'偏轉(zhuǎn)電極接入的是由儀器自身產(chǎn)生的鋸齒形電壓。
(2)燈絲被電源加熱后,出現(xiàn)熱電子發(fā)射,發(fā)射出來的電子經(jīng)加速電場加速后,以很大的速度進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場,如果在Y偏轉(zhuǎn)極板上加一個(gè)信號電壓,在X偏轉(zhuǎn)極板上加一個(gè)掃描電壓,在熒光屏上就會出現(xiàn)按Y偏轉(zhuǎn)電壓規(guī)律變化的可視圖像。
【知識歸納】
1.帶電粒子的分類及受力特點(diǎn)
(1)電子、質(zhì)子、α粒子、離子等基本粒子,一般都不考慮重力。
(2)質(zhì)量較大的微粒:帶電小球、帶電油滴、帶電顆粒等,除有說明或有明確的暗示外,處理問題時(shí)一般都不能忽略重力。
2.帶電粒子在電場中做直線運(yùn)動(dòng)問題的分析方法
【知識歸納】
1.常見的交變電場
電壓波形有方形波、鋸齒波、正弦波等。
2.常見的題目類型
(1)粒子做單向直線運(yùn)動(dòng)(一般用牛頓運(yùn)動(dòng)定律求解)。
(2)粒子做往返運(yùn)動(dòng)(一般分段研究)。
(3)粒子做偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(一般根據(jù)交變電場特點(diǎn)分段研究)。
3.思維方法
(1)注重全面分析(分析受力特點(diǎn)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律),抓住粒子的運(yùn)動(dòng)具有周期性和在空間上具有對稱性的特征,求解粒子運(yùn)動(dòng)過程中的速度、位移、做功或確定與物理過程相關(guān)的邊界條件。
(2)分析時(shí)從兩條思路出發(fā),一是力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,根據(jù)牛頓第二定律及運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律分析;二是功能關(guān)系。
(3)注意對稱性和周期性變化關(guān)系的應(yīng)用。
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