帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)教案練習(xí)及答案-免費(fèi)閱讀
【正文】 作業(yè)紙。解：粒子v0在電場中做類平拋運(yùn)動(dòng)沿電場方向勻速運(yùn)動(dòng)所以有： ①電子射出電場時(shí)，在垂直于電場方向偏移的距離為： ②粒子在垂直于電場方向的加速度： ③由①②③得： ④代入數(shù)據(jù)得：m電子射出電場時(shí)沿電場方向的速度不變?nèi)詾関0，而垂直于電場方向的速度： ⑤故電子離開電場時(shí)的偏轉(zhuǎn)角為： ⑥代入數(shù)據(jù)得：=176。設(shè)電荷所帶的電量為q，板間場強(qiáng)為E電勢差為U，板距為d, 電荷到達(dá)另一極板的速度為v,則電場力所做的功為：粒子到達(dá)另一極板的動(dòng)能為：由動(dòng)能定理有：（或 對(duì)恒力） ※若初速為v0，則上列各式又應(yīng)怎么樣？讓學(xué)生討論并列出。2．培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問題的能力，體會(huì)物理知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用。3．知道示波管的主要構(gòu)造和工作原理。又因?yàn)閳鰪?qiáng)方向豎直向下，所以帶電體帶負(fù)電。)，則帶電粒子將做什么運(yùn)動(dòng)？（曲線運(yùn)動(dòng)）引出2．帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)（不計(jì)重力，且初速度v0⊥E，則帶電粒子將在電場中做類平拋運(yùn)動(dòng)）復(fù)習(xí)：物體在只受重力的作用下，被水平拋出，在水平方向上不受力，將做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在豎直方向上只受重力，做初速度為零的自由落體運(yùn)動(dòng)?！蜃寣W(xué)生對(duì)P35的【思考與討論】進(jìn)行討論。 [知能準(zhǔn)備]1．利用電場來改變或控制帶電粒子的運(yùn)動(dòng)，最簡單情況有兩種，利用電場使帶電粒子________；利用電場使帶電粒子________． 2．示波器：示波器的核心部件是_____________，示波管由電子槍、_____________和熒光屏組成，管內(nèi)抽成真空．[同步導(dǎo)學(xué)]1．帶電粒子的加速 (1)動(dòng)力學(xué)分析：帶電粒子沿與電場線平行方向進(jìn)入電場，受到的電場力與運(yùn)動(dòng)方向在同一直線上，做加(減)速直線運(yùn)動(dòng)，如果是勻強(qiáng)電場，則做勻加(減)速運(yùn)動(dòng)． (2)功能關(guān)系分析：粒子只受電場力作用，動(dòng)能變化量等于電勢能的變化量． (初速度為零)； 此式適用于一切電場． 2．帶電粒子的偏轉(zhuǎn) (1)動(dòng)力學(xué)分析：帶電粒子以速度v0垂直于電場線方向飛入兩帶電平行板產(chǎn)生的勻強(qiáng)電場中，受到恒定的與初速度方向成900角的電場力作用而做勻變速曲線運(yùn)動(dòng) (類平拋運(yùn)動(dòng))． (2)運(yùn)動(dòng)的分析方法(看成類平拋運(yùn)動(dòng))： ①沿初速度方向做速度為v0的勻速直線運(yùn)動(dòng)． ②沿電場力方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)．例如圖1—8—1所示，兩板間電勢差為U，相距為d，板長為L．—正離子q以平行于極板的速度v0射入電場中，在電場中受到電場力而發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則電荷的偏轉(zhuǎn)距離y和偏轉(zhuǎn)角θ為多少? 解析：電荷在豎直方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，受到的力F＝Eq＝Uq/d 由牛頓第二定律，加速度a = F/m = Uq/md水平方向做勻速運(yùn)動(dòng)，由L = v0t得t = L/ v0 由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得： 帶電離子在離開電場時(shí)，豎直方向的分速度：v⊥離子離開偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的偏轉(zhuǎn)角度θ可由下式確定：電荷射出電場時(shí)的速度的反向延長線交兩板中心水平線上的位置確定：如圖所示，設(shè)交點(diǎn)P到右端Q的距離為x，則由幾何關(guān)系得：點(diǎn)評(píng)：電荷好像是從水平線OQ中點(diǎn)沿直線射出一樣，注意此結(jié)論在處理問題時(shí)應(yīng)用很方便． 3．示波管的原理 (1)構(gòu)造及功能如圖l—8—2所示 ①電子槍：發(fā)射并加速電子． ②偏轉(zhuǎn)電極YY，：使電子束豎直偏轉(zhuǎn)(加信號(hào)電壓) XX，：使電子束水平偏轉(zhuǎn)(加掃描電壓)． ③熒光屏． (2)工作原理(如圖1—8—2所示) 偏轉(zhuǎn)電極XX，和YY，不加電壓，電子打到屏幕中心；若電壓只加XX，只有X方向偏；若電壓只加YY，只有y方向偏；若XX，加掃描電壓，YY，加信號(hào)電壓，屏上會(huì)出現(xiàn)隨信號(hào)而變化的圖象．4．在帶電粒子的加速或偏轉(zhuǎn)的問題中，何時(shí)考慮粒子的重力?何時(shí)不計(jì)重力? 一般來說：(1)基本粒子：如電子、質(zhì)子、α粒子、離子等除有特別說明或有明確暗示以外，一般都不考慮重力(但不忽略質(zhì)量)． (2)帶電顆粒：如液滴、油滴、塵埃、小球等，除有特別說明或有明顯暗示以外，一般都不能忽略重力．5．易錯(cuò)易混點(diǎn)帶電粒子在電場中發(fā)生偏轉(zhuǎn)，—定要區(qū)分開位移的方向與速度的方向，它們各自偏角的
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