1、2022-3-161選修3-1靜電場1.9帶電粒子在電場中的帶電粒子在電場中的運動運動2022-3-162教 學 目 標一知識 與 技能1掌握帶電粒子在電場中加速和偏轉的規律； 2 理解電壓對粒子加速和偏轉的影響，并能綜合利用力學知識對有關問題進行分析； 3 了解加速和偏轉在實際中的應用。二過程 與 方法1掌握帶電粒子在電場中偏轉的處理方法； 2 讓學生通過討論和思考得出知識，用動畫加強直觀，注重知識的建構過程；三情感 態度 價值觀1了解加速和偏轉在實際中的應用，培養應用知識的意識，激發學習興趣； 2 介紹我國的正負電子對撞機，培養為祖國富強而學習的理想； 3 在討論中培養合作精神。 2022

2、-3-163v重點 ：解決帶電粒子在電場中加速和偏轉問題的方法 v難點 ：對電場對粒子加速的規律的理解； v偏轉問題的分析方法。 2022-3-164引出課題 v教室里電腦顯示器的圖像是怎么出來的？ v如何控制帶電粒子的運動？ v用電場來改變和控制帶電粒子的運動。 2022-3-1651帶電粒子在電場中的運，如圖電場中的一個帶正電的粒子會做什么樣的運動呢？ 帶電粒子：如電子、質子、原子核等 一般地，重力 電場力，重力可忽略不計。 一般地，帶電粒子在電場中的運動遵守力學規律，以前所學運變速運動的運動學公式、牛二定律、動能定理等都可以用來分析物體的運動。 物體的運動性質由 F 合 和 V 0 共同

3、決定。2022-3-166V V1 1V V2 2U+-V V1 11、電荷受力分析、電荷受力分析2、運動狀態分析、運動狀態分析3、功能關系分析、功能關系分析一帶電粒子在電場中的直線運動2022-3-167 兩塊平行正對的金屬板 A 、 B ，相距為 d ，帶有等量異號電荷，電壓為 U ，場強為 E ，如圖所示。一質量為 m ，電荷為 q 的帶正電的粒子從 A 板處由靜止開始運動，求其到達 B 板的速度是多大？ 2022-3-168v習題1：用電壓為6.510 7 V的電子加速器給電子加速后，求電子的動能和速度分別為多大？已知電子的質量為m e 0.9110 30 Kg，電子電荷e1.610

4、19 C，電子的初速度忽略不計。 JqUEK117191004. 1105 . 6106 . 131111091. 01004. 122mEVK在高速情況下動能定理仍然成立，但速度要用相對論來計算。實際上，其速度為光速的 0.999 999 996 9 倍。 2022-3-169v例1、下列粒子從初速度為零的狀態經加速電壓為U的電場后，哪種粒子速度最大 （ ）A、質子 B、氘核 C、氦核 D、鈉離子v例例2、如圖如圖M、N是在真空中豎直放置的兩塊平行金屬板，質是在真空中豎直放置的兩塊平行金屬板，質量為量為m電量為電量為-q的帶電粒子，以初速度的帶電粒子，以初速度V0由小孔進入電場，由小孔進入電

5、場，當當M、N間電壓為間電壓為U時，粒子剛好能到達時，粒子剛好能到達N板；如果要使這個板；如果要使這個帶電粒子能夠到達帶電粒子能夠到達M、N兩板間距的兩板間距的1/2處返回，則下述方法處返回，則下述方法能滿足要求的是：（能滿足要求的是：（ ）A、使初速度減半、使初速度減半B、使、使M、N間電壓加倍；間電壓加倍；C、使、使M、N間電壓提高間電壓提高4倍；倍；D、使初速度和、使初速度和M、N間的電壓都加倍間的電壓都加倍A UM NB2022-3-1610v以電子槍為例，指出在非勻強場中勻變速運動公式無法應用，但動能定理 既適用于勻強電場，也適用于非勻強電場。 2022-3-1611演示：粒子在電場

6、中的加速與電壓直接相關。 v第一步：解釋電路；如圖 v第二步：如果電壓變化，則 v 變； v第三步：如果電壓不變， 減小板間距 d ，則 v 也不變。 2022-3-1612二加速器 v帶電粒子的加速與電壓直接相關，人們用這個理論來指導粒子加速器的研究 v問題：怎樣用較低電壓得到較大速度？v多次加速的思想和規律： 2022-3-1613v介紹加速器的應用:粒子束武器、醫用加速器、加速器顯微鏡、電視機、電腦顯示器v歐洲大型強子對撞機（）日實施總能量達萬億電子伏特的質子束流對撞成功，意味著人類在探索宇宙的奧秘方面又邁進重要一步。據中國科學院高能物理所所長陳和生介紹，中國在這項研究中作出了重要貢獻。

7、 v是世界上最大的大型強子對撞機，位于日內瓦附近、瑞士和法國交界地區地下米深處的環形隧道內，隧道總長約公里，隧道內安放了四個探測器，即緊湊繆子線圈（）、超環面儀器（）、底夸克探測器（）和大型離子對撞機（）。中國參與了所有四個探測器的建造和實驗。 對撞機2022-3-1614三帶電粒子在勻強電場中的偏轉 v電視機加速出來的電子不能打在一個點上，如何讓它按我們的要求打到不同的地方？能否用電場實現電荷的偏轉呢？v如圖，帶電粒子以垂直于電場方向的速度進入勻強電場， 將會發生偏轉， 做一個拋物線運動。 2022-3-1615 d+- lv v0 0d-qv vv v0 0v vyl l/ /2 2 4

8、52022-3-1616v1 。運動性質：類平拋運動v 2 。運動規律：v 2022-3-1617v如果帶電粒子從由靜止經過一個電壓為 U 1 電場加速后進入一個偏轉電場，偏轉電壓為 U 2 ，則其飛出電場時的側移距離為多少？設粒子電量為 q ，質量為 m ，偏轉極板長 l ，板間距為 d 。 v根據： v側移距離與電荷的電量、質量無關。 2022-3-1618v如果電壓不斷變化，則偏轉距離不斷變化。 v反過來，從偏轉距離的變化可以反映兩板間電壓的變化。 v可以據此來檢測一個電壓信號，如心電圖。 2022-3-1619例例3、一個初動能為一個初動能為EK的帶電粒子以速度的帶電粒子以速度V垂直電場線方向飛入平行板電容器，飛垂直電場線方向飛入平行板電容器，飛出電容器時動能為出電容器時動能為2EK，若這個帶電粒子，若這個帶電粒子的入射初速度為原來的的入射初速度為原來的2倍，則該粒子飛倍，則該粒子飛出電容器時的動能應為（出電容器時的動能應為（ ）A、4EK； B、4.25EK; C、4.5EK D、8EKB2022-3-1620例例4、如圖所示，從燈絲發射的電子經電壓為如圖所示，從燈絲發射的電子經電壓為U1的加速電場加速后，進入偏轉電場的加速電場加速后，進入偏轉電場U2，若要使電，若要使電子在電場中的偏轉量增大為原來的子在電場中的偏轉量增大為原來的2倍，可供選用倍，可供選用的方法是（的方