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带电粒子在电场中的运动学案1(人教版选修3-1)
一、带电粒子的加速
1.带电粒子:对于质量很小的带电粒子,如电子、质子等,虽然它们也会受到万有引力(重力)的作用,但一般来说________静电力,可以忽略.
2.带电粒子被加速:在匀强电场E中,被加速的粒子电荷量为q,质量为m,从静止开始加速的距离为d,加速后的速度为v,这些物理量间的关系满足________:qEd=12mv2.在非匀强电场中,若粒子运动的初末位置的电势差为U,动能定理表达为:________.一般情况下带电粒子被加速后的速度可表示成:v=2qUm.
答案 1.远小于 2.动能定理 qU=12mv2
二、带电粒子的偏转
带电粒子的电荷量为q,质量为m,以初速度v0垂直电场线射入两极板间的匀强电场.板长为l、板间距为d,两极板间的电势差为U.
1.粒子在v0的方向上做________直线运动,穿越两极板的时间为:________.
2.粒子在垂直于v0的方向上做初速度__________的________速直线运动:加速度为:a=qUdm.
粒子离开电场时在电场方向上偏离原射入方向的距离称为________距离,用y表示,离开电场时速度方向跟射入时的初速度方向的夹角称为__________,用θ表示.
偏移距离为:y=12at2=_____,偏转角:tan θ=v⊥v0=_ _.
答案 1.匀速 t=lv0 2.为零 匀加 偏移 偏转角 qUl22dmv20 qUldmv20
三、示波管的原理
1.示波管的构造:示波管是一个真空电子管,主要由三部分组成,分别是:____________、两对__________和____________.
2.示波管的基本原理:电子在加速电场中被________,在偏转电场中被________.
答案 1.电子枪 偏转电极 荧光屏 2.加速 偏转
一、带电粒子的加速
[问题情境] 带电粒子在电场中受静电力作用,我们可以利用电场来控制粒子,使它加速或偏转.直线加速器就是在真空金属管中加上高频交变电场使带电粒子获得高能的装置(如图1所示),它能帮助人们更深入地认识微观世界.你知道它的加速原理吗?
图1
1.带电粒子在电场中受哪些力作用?重力可以忽略吗?
2.带电粒子进入电场后一定沿直线加速吗?沿直线加速(或减速)需要什么条件?
3.有哪些方法可以处理带电粒子的加速问题?
答案:1.电场力、重力;因重力远小于电场力,所以可以忽略.
2.带电粒子进入电场后可能做加速运动,也可能做减速运动;可能做直线运动,也可能做曲线运动.当粒子以平行电场方向进入电场后,将做直线运动.
3.方法一:应用牛顿第二定律结合运动学公式.
方法二:应用动能定理.
[要点提炼]
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