人教版高中物理必修三《帶電粒子在電場中的運動》靜電場中的能量PPT課件下載，共49頁。
學習目標
1.會從運動和力的關系的角度、從功和能量變化的關系的角度分析帶電粒子在勻強電場中的加速問題。(物理觀念)
2.知道帶電粒子垂直于電場線進入勻強電場運動的特點,并能對偏移距離、偏轉角度、離開電場時的速度等物理量進行分析與計算。(科學思維)
3.了解示波管的工作原理,體會靜電場知識對科學技術的影響,激發求知欲。(科學態度與責任)
4.通過解決帶電粒子在電場中加速和偏轉的問題,加深對從牛頓運動定律和功能關系兩個角度分析物體運動的認識,以及將勻變速直線運動分解為兩個方向上的簡單運動來處理的思路的認識。(科學思維)
一、帶電粒子在電場中的加速
想一想陰極射線管是一個抽成真空的玻璃管,如圖所示,它的左邊有一個能發射電子的陰極,右邊是陽極。把它們分別與高壓電源的負極和正極連接,可以從熒光屏上看到一條亮線,這就是電子在管內的運動徑跡。觀察這一現象,思考以下問題:
(1)為什么要在管內設置熒光屏?
(2)通過觀察到的徑跡,你認為電子在管內做的是什么運動?
提示 (1)設置熒光屏是為了觀察到電子的運動徑跡;
(2)我們看到電子的運動徑跡是一條直線,這說明電子在管內做的是直線運動。
1.運動狀態分析:帶電粒子(不計重力)沿電場方向射入勻強電場時,若所受靜電力與速度方向同向,則粒子做勻加速直線運動;若所受靜電力與速度方向反向,則粒子做勻減速直線運動。
二、帶電粒子在電場中的偏轉
1.運動狀態分析:帶電粒子以初速度v0垂直于電場線方向飛入勻強電場,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動。
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電場,將帶電粒子的運動沿初速度方向和靜電力方向進行分解。沿初速度方向的分運動為勻速直線運動。沿靜電力方向的分運動為初速度為零的勻加速直線運動。
三、示波管的原理
1.構造
示波管是示波器的核心部件,外部是一個抽成真空的玻璃殼,內部主要由電子槍(由發射電子的燈絲、加速電極組成)、偏轉電極(由一對X偏轉電極板和一對Y偏轉電極板組成)和熒光屏組成,如圖所示。
2.原理
(1)掃描電壓:XX'偏轉電極接入的是由儀器自身產生的鋸齒形電壓。
(2)燈絲被電源加熱后,出現熱電子發射,發射出來的電子經加速電場加速后,以很大的速度進入偏轉電場,如果在Y偏轉極板上加一個信號電壓,在X偏轉極板上加一個掃描電壓,在熒光屏上就會出現按Y偏轉電壓規律變化的可視圖像。
【知識歸納】
1.帶電粒子的分類及受力特點
(1)電子、質子、α粒子、離子等基本粒子,一般都不考慮重力。
(2)質量較大的微粒: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,處理問題時一般都不能忽略重力。
2.帶電粒子在電場中做直線運動問題的分析方法
【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)粒子做單向直線運動(一般用牛頓運動定律求解)。
(2)粒子做往返運動(一般分段研究)。
(3)粒子做偏轉運動(一般根據交變電場特點分段研究)。
3.思維方法
(1)注重全面分析(分析受力特點和運動規律),抓住粒子的運動具有周期性和在空間上具有對稱性的特征,求解粒子運動過程中的速度、位移、做功或確定與物理過程相關的邊界條件。
(2)分析時從兩條思路出發,一是力和運動的關系,根據牛頓第二定律及運動學規律分析;二是功能關系。
(3)注意對稱性和周期性變化關系的應用。
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