高中物理 第一章 静电场 1.9 带电粒子在电场中的运动知识导学案 新人教版选修3-1-新人教版高二选修3-1物理学案VIP专享VIP免费

8带电粒子在电场中的运动问题探究同学们都知道电视机的核心部件是“显像管”，那你对“显像管”了解多少，它的工作原理是怎样的？课余时间同学们合作可以做这样一个小实验：一名同学用铅笔在一张纸上沿一直线来回划动，另一名同学沿划动的垂直方向匀速拉动该纸，在纸上留下的划动痕迹会是什么样子的呢？自学导引一、带电粒子的加速1．运动状态分析：带电粒子沿着与电场平行的方向进入匀强电场，受到的电场力与运动方向在___________上，做匀加(减)速直线运动．答案：一条直线2．用功能观点分析：粒子动能的变化等于电场力做的功.（1）若粒子初速度为零，则：____________________；（2）若粒子的初速度不为零，则：________________.以上公式适用于_____________电场．答案：（1）qU=21mv2（2）qU=21mv2-21mv02任何3．如果在匀强电场中，也可直接用__________和__________公式求解：a=mqE；E=dU；v2=2as（或v2-v02=2as）答案：运动学动力学二、带电粒子的偏转电场使带电粒子的速度方向发生改变，这种作用就是带电粒子的偏转，其中最简单的情况是带电粒子以垂直场强的方向进入匀强电场，带电粒子的运动类似于___________．在处理偏转问题时，常采用动力学和运动学相结合的方法处理．如图1-8-1所示，质量为m、电荷量为-q的带电粒子以初速v0沿带电平行板电容器的中线进入电场.设极板长l，板间相距d，两极板间电压为U，不计粒子的重力，忽略电容器的边缘效应，认为带电粒子从进入到离开电容器一直在匀强电场中运动．图1-8-1答案：平抛运动1．带电粒子运动方向的偏转角φ带电粒子在竖直方向做匀加速运动，加速度_________________，速度________________.在水平方向做匀速运动，速度vx=v0，通过电场时所需时间___________.粒子离开电场时偏转角(偏离入射方向的角度)φ的正切值为______________________.答案：a=mqE=mdqUvy=at=mdqUtt=0vltanφ=dmvqUlvvxy2012．带电粒子的侧向位移y侧向位移是指偏离入射方向的位移．带电粒子通过电场发生的侧向位移为：___________.从偏移量y和偏转角tanφ可看出二者只差2l．因此，两个不同的带电粒子进入同一偏转电场只要偏转位移相等，偏转角一定_____________．答案：y=21at2=21mdqU(0vl)2=dmvqUl2022相同三、示波管及其原理1．构造及功能：（如图1-8-2所示）图1-8-2主要构造有：________________、_________________、___________________.答案：电子枪偏转电极荧光屏2．原理：（1）YY′作用：被电子枪加速的电子在YY′电场中做___________运动，出电场后做匀速直线运动打到荧光屏上.偏移量随信号电压同步调变化，但由于视觉暂留及荧光物质的残光特性看到一条竖直亮线．如何使这一竖直亮线转化成正弦图形呢?(加扫描电压)（2）XX′作用：与上同理，如果只在偏转电极XX′上加电压，亮斑就在水平方向发生偏移，加上扫描电压，一周期内，信号电压也变化一周期，荧光屏将出现一完整的正弦图形．答案：匀变速曲线疑难剖析一、处理带电粒子在电场中运动的问题时，对带电粒子的受力分析和运动状态分析是关键带电粒子在电场中的运动问题就是电场中的力学问题，研究方法与力学中相同，只是要注意以下几点：1．带电粒子的受力特点：（1）重力：①有些粒子，如电子、质子、α粒子、正负离子等，除有说明或明确的暗示以外，在电场中运动时均不考虑重力；②宏观带电体，如液滴、小球等除有说明或明确的暗示以外，一般要考虑重力；③未明确说明“带电粒子”的重力是否考虑时，可用两种方法进行判断：一是比较静电力qE与重力mg，若qEmg，则忽略重力，反之要考虑重力；二是题中是否有暗示(如涉及竖直方向)或结合粒子的运动过程、运动性质进行判断．（2）静电力：一切带电粒子在电场中都要受到静电力F=qE，与粒子的运动状态无关；电场力的大小、方向取决于电场(E的大小、方向)和电荷的正负，匀强电场中静电力为恒力，非匀强电场中静电力为变力．2．带电粒子的运动过程分析方法：（1）运动性质有：平衡(静止或匀速直线运动)和变速运动(常见的为匀变速)，运动轨迹有直线和曲线(偏转).（2）对于平衡问题，结合受力图根据共点力的平衡条件可求解．（3）对于直线运动问题...