高考物理 主题1 静电场 9 带电粒子在电场中的运动学案（必修3）-人教版高三必修3物理学案

9 带电粒子在电场中的运动[学科素养与目标要求] 物理观念：1.了解带电粒子在电场中只受电场力作用时的运动情况.2.知道示波管的主要构造和工作原理.科学思维：能综合运用力学和电学的知识分析、解决带电粒子在电场中的两种典型运动模型.一、带电粒子的加速1.基本粒子的受力特点：对于质量很小的基本粒子，如电子、质子等，它们受到重力的作用一般远小于静电力，故可以忽略.2.带电粒子的加速：(1)运动分析：带电粒子从静止释放，将沿电场力方向在匀强电场中做匀加速运动.(2)末速度大小：根据 qU＝mv2，得 v＝.二、带电粒子的偏转如图 1 所示，质量为 m、带电荷量为 q 的基本粒子(忽略重力)，以初速度 v0平行于两极板进入匀强电场，极板长为 l，极板间距离为 d，极板间电压为 U.图 1(1)运动性质：① 沿初速度方向：速度为 v0 的匀速直线运动.② 垂直 v0的方向：初速度为零的匀加速直线运动.(2)运动规律：① 偏移距离：因为 t＝，a＝，所以偏移距离 y＝at2＝.② 偏转角度：因为 vy＝at＝，所以 tanθ＝＝.三、示波管的原理1.示波管主要由电子枪(由发射电子的灯丝、加速电极组成)、偏转电极(由一对 X 偏转电极和一对 Y 偏转电极组成)和荧光屏组成.2.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.3.示波管工作原理：被加热的灯丝发射出热电子，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 偏转电极上加一个信号电压，在 X 偏转电极上加一扫描电压，在荧光屏上就会出现按 Y 偏转电压 规律变化的可视图象.1.判断下列说法的正误.(1)质量很小的粒子如电子、质子等，在电场中受到的重力可忽略不计.(√)(2)动能定理能分析匀强电场中的直线运动问题，不能分析非匀强电场中的直线运动问题.(×)(3)带电粒子在匀强电场中偏转时，加速度不变，粒子的运动是匀变速曲线运动.(√)(4)示波管电子枪的作用是产生高速飞行的电子束，偏转电极的作用是使电子束偏转，打在荧光屏不同位置.(√)2.如图 2 所示，M 和 N 是匀强电场中的两个等势面，相距为 d，电势差为 U，一质量为 m(不计重力)、电荷量为－q 的粒子，以速度 v0通过等势面 M 射入两等势面之间，则该粒子穿过等势面 N 的速度应是 .图 2答案 解析 由动能定理得：qU＝mv2－mv02，解得 v＝.一、带电粒子的加速如图所示，平行板电容器两板间的距离为 d，电势差为 U.一质量为 m、带电荷量为 q 的 α 粒子，在电场力的作用下...