高考物理第一輪復(fù)習(xí) 帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)課件2 新人教版.ppt

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高三物理一輪復(fù)習(xí)課 帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng) 醫(yī)用直線加速器 噴墨打印機(jī) 示波器 靜電吸塵器 考試說明內(nèi)容要求帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動(dòng) 說明 帶電粒子在勻強(qiáng)電場中運(yùn)動(dòng)的計(jì)算 只限于帶電粒子進(jìn)入電場時(shí)速度平行或垂直于場強(qiáng)的情況 帶電粒子在電場中的加 減速 帶電粒子在電場中的平衡問題 帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng) 知識(shí)結(jié)構(gòu) 帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的偏轉(zhuǎn) 帶電粒子的圓周運(yùn)動(dòng) 帶電粒子不規(guī)則復(fù)雜運(yùn)動(dòng) 解決帶電粒子在電場中運(yùn)動(dòng)的基本思路 1 明確研究對象 受力分析 研究對象有兩種 1 帶電的基本粒子 如電子 質(zhì)子 粒子 正負(fù)離子等 一般都不考慮重力 但并不能忽略質(zhì)量 2 帶電微粒 如帶電小球 液滴 塵埃等 一般都考慮重力2 運(yùn)動(dòng)軌跡和過程分析 帶電粒子運(yùn)動(dòng)形式?jīng)Q定于 粒子的受力情況和初速度情況 3 解題的依據(jù) 1 力的觀點(diǎn) 牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式 勻強(qiáng)電場 2 功能的觀點(diǎn) 動(dòng)能定理 能量守恒定律 任何電場 探究一 帶電粒子在電場中的直線運(yùn)動(dòng) 加 減速 探究一 帶電粒子在電場中的直線運(yùn)動(dòng) 加 減速 有兩種分析方法 若初速度為0 則 解得 V 1 受力情況 2 運(yùn)動(dòng)形式 3 能量轉(zhuǎn)化 思考 粒子離開電場時(shí)的速度 如圖 不計(jì)重力的帶正電粒子以初速度v0沿與電場線平行的方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場 1 用動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)分析 2 用功能觀點(diǎn)分析 粒子只受電場力作用 電場力做的功等于物體動(dòng)能的變化 只受恒定電場力 且電場力方向與初速度方向相同 勻加速直線運(yùn)動(dòng) 電場力做功將電勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能 此方法只適用于勻強(qiáng)電場 此方法適用于任何電場 思考與討論 如圖 在左極板附近分別由靜止釋放質(zhì)子和 粒子 問這兩種粒子運(yùn)動(dòng)到右極板的速度和時(shí)間相同嗎 由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式 解得 由動(dòng)能定理解得 m 探究二 帶電粒子在電場中的類平拋運(yùn)動(dòng) 探究二 帶電粒子在電場中的類平拋運(yùn)動(dòng) 不計(jì)重力 1 受力情況 2 運(yùn)動(dòng)形式 3 能量轉(zhuǎn)化 只受恒定的電場力 且電場力方向與初速度方向垂直 勻加速曲線運(yùn)動(dòng) 類平拋運(yùn)動(dòng) 電場力做功將電勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能 如圖 不計(jì)重力的帶電粒子以初速度v0垂直于電場線方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場中 L Y d Y v0 q v0 v vy S 探究二 帶電粒子在電場中的類平拋運(yùn)動(dòng) 1 垂直電場方向 2 沿電場線方向 偏移量y 加速度 沿電場方向速度vy 速度偏向角 初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng) 勻速直線運(yùn)動(dòng) 不計(jì)粒子的重力 垂直進(jìn)入電場 并能從極板間射出 位移偏向角 tan y x 4 運(yùn)動(dòng)規(guī)律回顧 運(yùn)動(dòng)的合成與分解 X y 求帶電粒子在電場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 1 如圖所示 質(zhì)量為m電量為q的帶電粒子以初速度V0垂直電場貼著上極板邊緣進(jìn)入長為L間距為d的平行板中 若不計(jì)重力 則兩板間所加的電壓必須滿足什么條件時(shí) 粒子才能從平行板中打出 思考與討論 注意從極板間射入和射出的位置 d 能從平行板中射出 x Ly d 結(jié)論 不同的帶電粒子從靜止經(jīng)過同一電場加速后進(jìn)入同一偏轉(zhuǎn)電場 它們在電場中的偏轉(zhuǎn)角度和偏轉(zhuǎn)距離總是相同的 即它們的運(yùn)動(dòng)軌跡是重合的 2 若不同的帶電粒子從靜止經(jīng)過同一加速電壓U1加速后進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場U2中 求偏轉(zhuǎn)距離和偏轉(zhuǎn)角 由此得 由動(dòng)能定理有 3 若平行板電容器如圖水平放置 帶正電粒子以水平的初速度進(jìn)入電場 但粒子的重力不能忽略不計(jì) 則粒子的運(yùn)動(dòng)又如何 F Eq mg ay Eq mg m 思考與討論 若粒子帶負(fù)電呢 1 二價(jià)氧離子與一價(jià)碳離子從水平放置的平行金屬板的中央沿垂直于電場方向發(fā)射 在下列各種情況下 求它們飛出電場時(shí) 在豎直方向上偏移的位移大小之比 射入時(shí)速度相同 射入時(shí)動(dòng)能相同 經(jīng)相同電壓加速后射入 1 1 2 3 2 2 1 與q和m無關(guān) 首先作好鋪墊 求解物理量之比的程序設(shè)計(jì)1 找出所求量的表達(dá)式 2 先確定常量 3 再確定所求量 因變量 與表達(dá)式中自變量的比例式4 代入數(shù)值求解 鞏固應(yīng)用 及時(shí)突破小試牛刀 2 分別將帶正電 負(fù)電和不帶電的三個(gè)等質(zhì)量小球 分別以相同的水平速度由P點(diǎn)射入水平放置的平行金屬板間 已知上板帶負(fù)電 下板接地 三小球分別落在圖中A B C三點(diǎn) 則正確的是 A A帶正電 B不帶電 C帶負(fù)電B 三小球在電場中加速度大小關(guān)系是 aA aB aCC 三小球在電場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等D 三小球到達(dá)下板時(shí)的動(dòng)能關(guān)系是EkC EkB EkA 解析 水平方向位移有 x v0t又xA xB xC所以tA tB tC 故C錯(cuò)誤在豎直方向位移有 又yA yB yc所以aA aB aC 故B A正確電場力對A做負(fù)功 對B不做功 對C做正功 故D正確 鞏固應(yīng)用 及時(shí)突破小試牛刀 ABD 曲線運(yùn)動(dòng)的基本解法就是運(yùn)動(dòng)的合成和分解 學(xué)會(huì)用能量的觀點(diǎn)處理帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)問題 你本節(jié)課的收獲 是什么 小結(jié) 帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動(dòng) 加速 偏轉(zhuǎn) 解題方法 牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式 勻強(qiáng)電場 動(dòng)能定理 能量守恒定律 任何電場 運(yùn)動(dòng)的合成與分解 解題方法 動(dòng)能定理 能量守恒定律 2 a b c三個(gè) 粒子同時(shí)由同一點(diǎn)垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場 其軌跡如圖所示 其中b恰好飛出電場 由此可以肯定 A 在b飛離電場的同時(shí) a剛好打在負(fù)極板上B b和c同時(shí)飛離電場C 進(jìn)入電場時(shí) c的速度最大 a的速度最小D 動(dòng)能的增量相比 c的最小 a和b一樣大 ACD 解 粒子做類平拋運(yùn)動(dòng) 由圖看出 由 式可知 由 式可知 根據(jù)動(dòng)能定理得 鞏固應(yīng)用 及時(shí)突破小試牛刀