高中物理第一章静电场第9节带电粒子在电场中的运动学案新人教版选修

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1、9带电粒子在电场中的运动中思维导图卍1W卜JDAOTU运动状态分析：带电粒子沿片与电场平行的方向进入匀强电场.受到的电场力与运动方向在上.做匀加（减）速直线运动V带电粒子的加速带电粒了卷电场中的运动用功能观点分析：粒子动能的变化等丁电场力做的功。农达式：（?）"分析：帯电粒子以初速度％⑶射入匀强电场屮•受恒定电场力作用（gE）.—且方向与％垂直运动状态分析：偏转运动的分析处理方法（用类似平抛运动的分析方法）：即应用运动的介成和分解知识分析处理，一般分解为沿初速度方向以如做运动；沿址场力方向做初速应另零的（5）运动J示波管是示波器的核心部件.

2、外部是•个抽成貞•空的玻璃壳•内部主要由（发射电子的灯丝、加速电极组成）、⑺（山一对X偏转电极板和一对丫偏转电极板组成）和组成j一答案：（1）一条直线（2）qU=*d说（3）垂直（4）匀速直线（5）匀加速直线（6）电子枪（7）偏转电极（8）荧光屏技能02/CJZHISHIJIBENJINENG1.带电粒子在电场中的加速（1）受力分析仍按力学中受力分析的方法分析，只是多了一个电场力而已，如果带电粒子在匀强电场中，则电场力为恒力（也）；如果在非匀强电场中，则电场力为变力。（2）运动过程分析带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场，受到的电场力与

3、运动方向在同一条直线上，做匀加（减）速直线运动。（3）两种处理方法①力和运动关系法一一牛顿第二定律根据带电粒子受到电场力，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、时间和位移等。这种方法通常适用于受恒力作用下做匀变速运动的情况。②功能关系法一一动能定理由粒子动能的变化量等于电场力做的功知：若粒子的初速度为零，则抄="；sb.若粒子的初速度不为零，则一〃说=q〃，r=这种方法既适用于匀强电场，也适用于非匀强电场，【例1】两平行金属板相距为d,电势差为仏一电子质量为垂直于极板的方向射入电场，最远到达弭点，然后返冋，如图所示，创

4、间距为力，则此电子的初动能为（）a.2qU2、2qU1旳+万。因为公式〃适用于任何电场。电荷量为已从。点沿加、OrdUB・刀eUhD-—edhA.—eUc-怎解析：电子从0点到达M点的过程中，仅在电场力作用下速度逐渐减小，根据动能定理可得一eU（）.=0—EtUeUh因为%=芳,所以所以正确选项为Do答案：D解技巧应用电场力做功与电势差的关系，结合动能定理解决带电粒子在电场屮的运动问题往往较为简单。要注意加减速电压/不一定是两极板问的电势差，应是粒子初末位置的电势差。另外，对于本例还有一种特殊的分析方法，仔细分析本例的卩q个选项，我们不

5、难发现，只有选项d的单位是能量单位，当然这就是唯一的正确答案。这种方法是利用了单位制的知识，应用并不普遍，但它是解选择题，尤其是单项选择题时的一种特殊、简便且行z有效的方法。2.带电粒子在电场中的偏转（1）受力分析带电粒子以初速度旳垂直射入匀强电场中，受到恒定的电场力作用JF=qE且方向与％垂直。（2）运动过程分析带电粒子以初速度旳垂直于电场线方向射入两带电平行板产生的匀强电场中，受到恒定的与初速度方向成90°角的电场力作用而做匀变速曲线运动，其轨迹为抛物线。（3）偏转运动的分析处理方法平抛运动的研究方法是运动的合成和分解，带电粒子垂直进

6、入电场中的运动也可采用运动的合成和分解的方法进行。若带电粒子仅受电场力作用以初速卩垂直进入匀强电场，则做类平抛运动,分析时一般都是分解为两个方向的分运动來处理。①沿荷速度方向为速度为％的匀速直线运动；②沿电场力方向为初速度为零白勺匀加ii运奇。（4）对粒子的偏移量和偏转角的亦论如图所示，水平方向L二VQt,则粒子在电场中的运动时间t=L/VoL”竖直方向加速度apEq/itfqU/md、2偏转距离尸+冷篇色q【f2/〃说/粒子离开电场时竖直方向的速度为i咼则合速度（如上图所示）为v=y]H+说=粒子离开电场时的偏转角度B为tanVqL°丁

7、=加人谈重点（1）时间相等是两个方向分运动间联系的桥梁！（2）若带电粒子除受电场力作用之外，还受到重力作用或其他恒力作用，则同样耍分解成两个不同方向的简单的直线运动来处理。（3）如选用动能定理，则要分清有多少个力做功，是恒力还是变力，以及初态和末态的动能增量；如选用能量守恒定律，则要分清有多少种形式的能在转化，哪种能量是增加的哪种能量是减少的。cm,cm,【例2】一束电子流在经000V的加速电压加速后，在与两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场，如图所示，若两板I'可距d=l・0cm,板长7=5cm,那么，要使电子能从平行板I'可的边缘飞出

8、，则两个极板上最多能加多大电压？解析：在加速电压〃一定时，偏转电压/越大，电子在极板间的侧移就越大。当偏转电压大到使电子刚好擦着极板的边缘飞出，此时的偏转电压即为题目要求的最大电