高中物理 《带电粒子在电场中的运动》学案5 新人教版选修3-1VIP免费

第九节带电粒子在电场中的运动导学案一、知识与技能：1、掌握带电粒子在电场中加速和偏转的规律；2、理解电压对粒子加速和偏转的影响，并能综合利用力学知识对有关问题进行分析；3、了解加速和偏转在实际中的应用。二、过程与方法：1、掌握带电粒子在电场中偏转的处理方法；2、让学生通过讨论和思考得出知识，注重知识的建构过程；三、情感态度与价值观：1、了解加速和偏转在实际中的应用，培养应用知识的意识，激发学习兴趣；2、在讨论中培养合作精神四、重点和难点1、解决带电粒子在电场中加速和偏转问题的方法2、对电场对粒子加速的规律的理解；3、偏转问题的分析方法。一、预习案1、带电粒子：如电子、质子、原子核等，一般地，重力<<电场力，重力可忽略不计。2、带电粒子沿电场线方向进入匀强电场后，由于电场力方向与粒子的运动方向在，且电场力是恒力，所以带电粒子只能做。3、带电粒子的偏转（限于匀强电场）（1）运动状态分析：带电粒子以速度v0垂直于电场线方向飞入匀强电场时，由于电场力方向与粒子的初速方向，且电场力是恒力，所以带电粒子只能做。（2）粒子偏转问题的分析处理方法类似于平抛运动的分析处理，即应用运动的合成和分解的知识方法：沿初速度方向为，位移与时间的关系为，运动时间t=。沿电场力方向为初速度为零的匀加速直线运动，加速度a=。离开电场时的偏移量2022221mdvqUtaty二、探究案一、带电粒子的加速问题一：两块平行正对的金属板A、B，相距为d，带有等量异号电荷，电压为U，场强为E，如图所示。一质量为m，电荷为q的带正电的粒子从A板处由静止开始运动，求其到达B板的速度是多大？讨论：如何分析（提示可以用牛顿定律、动能定理、等）1类似自由落体运动（类比法）二、带电粒子的偏转如图，带电粒子以垂直于电场方向的速度进入匀强电场，将会发生偏转，做一个抛物线运动。1、运动性质：类平抛运动（类比法）2、运动规律：（两个方向分析）如果带电粒子偏转后飞出电场，则其侧移距离和偏转角度为多少？加速度a=垂直板面方向偏移的距离为y=粒子的飞行时间t=带入可得y=y由那几个量决定：垂直板面的速度v=偏转角度tanØ=偏转角度由那几个量决定：小结：静电场与重力场的区别联系2注意求解问题的方法和推导过程，不必去记公式。三、示波管的原理示波管的结构如图1-9-12，示波管主要由、和三部分组成。管内抽成，电子枪通电后发射，电子在电场作用下被加速，然后进入电场。偏转电极一般有相互的两组，一组控制偏转，一组控制偏转。电子经过偏转电场后打到荧光屏上使荧光粉发光。三、练习案例1．如图9－5－1所示，一束带电粒子（不计重力）垂直电场方向进入偏转电场，试讨论以下情况中，粒子应具备什么条件下才能得到相同的偏转距离y和偏转角φ（U、d、L保持不变）（1）进入偏转电场的速度相同时（2）进入偏转电场的动能相同时（3）进入偏转电场的动量相同时（4）先由同一加速电场加速后，再进入偏转电场时例2．一束电子流在经U=5000V的加速电压加速后，在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场，如图所示，若两板间d=1.0cm，板长l=5.0cm，那么，要使电子能从平行板间的边缘飞出，两个极板上最多能加多大电压？3图1-9-12当堂检测1．一带电粒子在电场中只受电场力作用时，它不可能出现的运动状态是()A．匀速直线运动B．匀加速直线运动C．匀变速曲线运动D．匀速圆周运动2．对公式的适用条件，正确的有（）A．只适用于匀强电场中，v0=0的带电粒子被加速B．只适用于匀强电场中，粒子运动方向和场强方向平行的情况C．只适用于匀强电场中，粒子运动方向和场强方向垂直的情况D．适用于任何电场中，v0=0的带电粒子被加速3．一质量为m，电量为q的带电粒子（不计重力），以平行于电场线的初速度v0射入匀强电场，经过t(s)时间，带电粒子具有的电势能与刚射入到电场时具有的电势能相同。则此匀强电场为_____________，带电粒子在带电场中所通过的路程为______________。4．如图9－5－7所示，将光滑金属环竖直放置在水平向右的匀强电场中，场强为E。在环上套有一质量为m、带电量为－q的小球，当小球从水平直径A端由静止释放，沿顺时针滑到B时，小球对圆环的压力为____________。图9－5－7\4