带电粒子在电场中的运动人教版高中物理必修3新知导入在现代科学实验和技术设备中,常常利用电场来控制或改变带电粒子的运动。如图是一台医用电子直线加速器,电子被加速器加速后轰击重金属靶时,会产生射线,可用于放射治疗。电子在加速器中是受到什么力的作用而加速的呢?具体应用有哪些呢?本节课我们来研究这个问题。一、带电粒子在电场中的加速1.带电粒子的加速带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场,受到的静电力与运动方向在同一直线上,做加速(或减速)直线运动新知讲解FFF+v-v-+加速减速F加速减速EE新知讲解2.分析带电粒子加速的问题的两种思路(1)利用牛顿第二定律结合匀变速直线运动公式来分析当解决的问题属于匀强电场且涉及运动时间等描述运动过程的物理量时,适合运用这一种思路分析。可由静电力求得加速度进而求出末速度、位移或时间。(2)利用静电力做功结合动能定理来分析。静电力做的功等于粒子动能的变化量。当问题只涉及位移、速率等动能定理公式中的物理量或非匀强电场情景时,适合运用这一种思路分析。新知讲解m2qU=vmv21-21q202mvU②若粒子的初速度不为零,则221qmvU①若粒子的初速度为零,则得m2qU20+v=v子被加速后的速度可表达成V=()新知讲解针对练习: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=()。在非匀强电场中,若粒子运动的初末位置的电势差为U,动能定理表达成qU=()。一般情况下带电粒221mv221mvm2qU思考讨论1:有些带电物体,如带电小球、带电液滴、带电尘埃等受力有何特点?新知讲解参考答案:除受静电力作用外,还受重力作用,且重力一般不能忽略。思考讨论2:重力什么时候可以忽略,什么时候不能忽略?参考答案:①只有在带电粒子的重力远远小于静电力时,粒子的重力才可以忽略。②一般地说,微观带电粒子如电子、质子、离子、a粒子等除有说明或有明确暗示外,处理问题时均不计重力。而带电的液滴、小球等除有说明或有明确暗示外,处理问题时均应考虑重力。新知讲解例题1:如图甲所示,某装置由多个横截面积相同的金属圆筒依次排列,其中心轴线在同一直线上,圆筒的长度依照一定的规律依次增加。序号为奇数的圆筒和交变电源的一个极相连,序号为偶数的圆筒和该电源的另一个极相连。交变电源两极间电势差的变化规律如图乙所示。在t=0时,奇数圆筒相对偶数圆筒的电势差为正值,此时位于和偶数圆筒相连的金...