第九节带电粒子在电场中的运动1.会分析带电粒子在电场中的受力特点和运动特点．2．掌握带电粒子在电场中加速和偏转遵循的规律．3．知道示波管的主要构造和工作原理．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，但一般说来远小于静电力，可以忽略．2．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动能定理：qEd＝mv2.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：qU＝mv2.一般情况下带电粒子被加速后的速度可表达成：v＝.[判一判]1.(1)质量很小的粒子不受万有引力的作用．()(2)带电粒子在电场中只受电场力作用时，电场力一定做正功．()(3)电场力做正功时，粒子动能一定增加．()提示：(1)×(2)×(3)×二、带电粒子的偏转1．进入电场的方式：以初速度v0垂直于电场方向进入匀强电场．2．运动特点3．运动规律(如图)运动速度：vy＝at＝位移：y＝垂直电场方向[想一想]2.所带电荷量相同的不同粒子，以相同的初速度垂直电场线射入匀强电场，它们在电场中的运动相同吗？提示：不一定相同.如果电性不同，带电粒子在电场中的偏转方向不同；如果质量不同，它们在电场中的加速度不同.三、示波管的原理1．构造示波管是示波器的核心部件，外部是一个抽成真空的玻璃壳，内部主要由电子枪(发射电子的灯丝、加速电极组成)、偏转电极(由一对X偏转电极板和一对Y偏转电极板组成)和荧光屏组成，如图所示．12．原理(1)扫描电压：XX′偏转电极接入的是由仪器自身产生的锯齿形电压．(2)灯丝被电源加热后，出现热电子发射，发射出来的电子经加速电场加速后，以很大的速度进入偏转电场，如果在Y偏转极板上加一个信号电压，在X偏转极板上加一扫描电压，在荧光屏上就会出现按Y偏转电压规律变化的可视图像．带电粒子在电场中的加速1．带电粒子的分类(1)微观粒子如电子、质子、α粒子、离子等，除有说明或有明确的暗示以外，此类粒子一般不考虑重力(但并不忽略质量)．(2)宏观微粒如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或有明确的暗示以外，一般都不能忽略重力．2．处理思路(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(qE)；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，受到的电场力与运动方向在同一条直线上，做匀加(减)速直线运动．(3)处理方法①力和运动关系法——牛顿第二定律根据带电粒子受到的电场力，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——动能定理由粒子动能的变化量等于电场力做的功知：mv2－mv＝qU，v＝；若粒子的初速度为零，则v＝.这种方法既适用于匀强电场，也适用于非匀强电场，因为公式W＝qU适用于任何电场．如图所示，在P板附近有一电子由静止开始向Q板运动．已知两极板间电势差为U，板间距为d，电子质量为m，电荷量为e.则关于电子在两板间的运动情况，下列叙述正确的是()A．若将板间距d增大一倍，则电子到达Q板的速率保持不变B．若将板间距d增大一倍，则电子到达Q板的速率也增大一倍C．若将两极板间电势差U增大一倍，则电子到达Q板的时间保持不变D．若将两极板间电势差U增大一倍，则电子到达Q板的时间减为一半[思路探究](1)电子在板间做什么运动？(2)有哪些方法可以求解v、t?[解析]由动能定理有mv2＝eU，得v＝，可见电子到达Q板的速率与板间距离d无关，故A项对、B项错．两极板间为匀强电场E＝，电子的加速度a＝，由运动学公式d＝at2得t＝＝，若两极板间电势差增大一倍，则电子到达Q板时间减为倍，故C、D项都错．[答案]A借题发挥(1)对带电粒子在电场中的运动，从受力的角度来看，遵循牛顿运动定律；从做功的角度来看，遵循能的转化和守恒定律．(2)用动力学的观点来计算，只适用于匀强电场，即粒子做匀变速直线运动．而用功能的观点来计算，即qU＝mv2－mv，则适用于一切电场，这正是功能观点较...
