《江蘇省東臺市高中物理 第一章 靜電場 1.9 帶電粒子在電場中的運(yùn)動導(dǎo)學(xué)案新人教版選修3-1.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《江蘇省東臺市高中物理 第一章 靜電場 1.9 帶電粒子在電場中的運(yùn)動導(dǎo)學(xué)案新人教版選修3-1.doc（4頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1.9 帶電粒子在電場中的運(yùn)動 班級 姓名 ， 1課時 使用時間 一.學(xué)習(xí)目標(biāo) 1．了解帶電粒子在電場中的運(yùn)動——只受電場力，帶電粒子做勻變速運(yùn)動。 2．重點(diǎn)掌握初速度與場強(qiáng)方向垂直的帶電粒子在電場中的運(yùn)動(類平拋運(yùn)動)。 3知道示波管的主要構(gòu)造和工作原理。 重點(diǎn)：帶電粒子在電場中的加速和偏轉(zhuǎn)規(guī)律 難點(diǎn)：帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)問題及應(yīng)用。 二、自學(xué)檢測 一、帶電粒子的加速 1．帶電粒子：對于質(zhì)量很小的帶電粒子，如電子、質(zhì)子等，雖然它們也會受到萬有引力(重力)的作用，但一般來說________靜電力，可以忽略． 2．帶電粒子被加速：在勻強(qiáng)電場E中，被加速的粒子電荷量為q，質(zhì)量為m，從靜止開始加速的距離為d，加速后的速度為v，這些物理量間的關(guān)系滿足________：qEd＝mv2.在非勻強(qiáng)電場中，若粒子運(yùn)動的初末位置的電勢差為U，動能定理表達(dá)為：________.一般情況下帶電粒子被加速后的速度可表示成：v＝ . 二、帶電粒子的偏轉(zhuǎn) 帶電粒子的電荷量為q，質(zhì)量為m，以初速度v0垂直電場線射入兩極板間的勻強(qiáng)電場．板長為l、板間距為d，兩極板間的電勢差為U. 1．粒子在v0的方向上做________直線運(yùn)動，穿越兩極板的時間為：________. 2．粒子在垂直于v0的方向上做初速度__________的________速直線運(yùn)動：加速度為：a＝. 粒子離開電場時在電場方向上偏離原射入方向的距離稱為________距離，用y表示，離開電場時速度方向跟射入時的初速度方向的夾角稱為__________，用θ表示． 偏移距離為：y＝at2＝__________，偏轉(zhuǎn)角：tan θ＝＝__________. 三、示波管的原理 1．示波管的構(gòu)造：示波管是一個真空電子管，主要由三部分組成，分別是：____________、兩對__________和____________． 2．示波管的基本原理：電子在加速電場中被________，在偏轉(zhuǎn)電場中被________． 三、合作探究 任務(wù)一、帶電粒子的加速 帶電粒子在電場中受靜電力作用，我們可以利用電場來控制粒子，使它加速或偏轉(zhuǎn)．直線加速器就是在真空金屬管中加上高頻交變電場使帶電粒子獲得高能的裝置，它能幫助人們更深入地認(rèn)識微觀世界．你知道它的加速原理嗎？ 1．帶電粒子在電場中受哪些力作用？重力可以忽略嗎？ 2．帶電粒子進(jìn)入電場后一定沿直線加速嗎？沿直線加速(或減速)需要什么條件？ 3．有哪些方法可以處理帶電粒子的加速問題？ [歸納小結(jié)] 1．帶電粒子：質(zhì)量很小的帶電體，如電子、質(zhì)子、α粒子、離子等，處理問題時它們的重力通常忽略不計(因重力遠(yuǎn)小于電場力) 2．帶電微粒：質(zhì)量較大的帶電體，如液滴、油滴、塵埃、小球等，處理問題時重力不能忽略． 3．粒子僅在靜電力作用下運(yùn)動，所以靜電力做的功等于________，即W＝qU＝mv2得v＝__________. 任務(wù)二、帶電粒子的偏轉(zhuǎn) [問題情境] 1．帶電粒子以初速度v0垂直電場方向射入勻強(qiáng)電場，不計重力作用，它的受力有什么特點(diǎn)？ 2．它的運(yùn)動規(guī)律與什么運(yùn)動相似？ 3．推導(dǎo)粒子離開電場時沿垂直于極板方向的偏移量和偏轉(zhuǎn)的角度． [歸納小結(jié)] 1．處理方法：應(yīng)用運(yùn)動的合成與分解知識分析處理，一般將勻變速曲線運(yùn)動分解為：沿初速度方向的____________和沿電場力方向的初速度為_______的勻加速直線運(yùn)動． 2．基本關(guān)系： 3．導(dǎo)出關(guān)系：(1)粒子離開電場時的側(cè)移位移為：y＝ (2)粒子離開電場時的偏轉(zhuǎn)角tan θ＝＝ 任務(wù)三、示波器原理 [問題情境] 1．示波管主要由哪幾部分構(gòu)成？ 2．電子槍和偏轉(zhuǎn)電極分別利用了本節(jié)哪一部分的知識？ 3．回答課本“思考與討論”部分的問題． 例1如圖2所示，在點(diǎn)電荷＋Q激發(fā)的電場中有A、B兩點(diǎn)，將質(zhì)子和α粒子分別從A點(diǎn)由靜止釋放到達(dá)B點(diǎn)時， 它們的速度大小之比為多少？ 例2一束電子流在經(jīng)U＝5 000 V的加速電場加速后，在距兩極板等距處垂直進(jìn)入平行板間的勻強(qiáng)電場，如圖4所示．若兩板間距d＝1.0 cm，板長l＝5.0 cm，那么，要使電子能從平行板間飛出，兩個極板上最多能加多大電壓？ 圖4 【當(dāng)堂檢測】 1．下列粒子從靜止?fàn)顟B(tài)經(jīng)過電壓為U的電場加速后，速度最大的是( ) A．質(zhì)子(H) B．氘核(H) C．α粒子(He) D．鈉離子(Na＋) 2. 如圖5所示，兩平行金屬板相距為d，電勢差為U，一電子質(zhì)量為m，電荷量為e，從O點(diǎn)沿垂直于極板的方向射出，最遠(yuǎn)到達(dá)A點(diǎn)，然后返回，如圖所示，＝h，此電子具有的初動能是( ) A. B．edUh C. D. 3．有一束正離子，以相同速率從同一位置進(jìn)入帶電平行板電容器的勻強(qiáng)電場中，所有離子的運(yùn)動軌跡一樣，說明所有離子( ) A．具有相同的質(zhì)量 B．具有相同的電荷量 C．具有相同的比荷 D．屬于同一元素的同位素 4. 長為L的平行金屬板電容器，兩板間形成勻強(qiáng)電場，一個帶電荷量為＋q，質(zhì)量為m的帶電粒子，以初速度v0緊貼上極板沿垂直于電場線方向射入勻強(qiáng)電場中，剛好從下極板邊緣射出，且射出時速度方向恰好與下板成30角，如圖6所示，求勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小和兩極板間的距離． 圖6 四．檢測清盤 1．下列粒子從初速度為零的狀態(tài)經(jīng)過電壓為U的電場加速后，粒子速度最大的是(　　) A．質(zhì)子　　　　　　　　　　B．氘核 C．α粒子 D．鈉離子Na＋ 2．有一束正離子，以相同速率從同一位置進(jìn)入帶電平行板電容器的勻強(qiáng)電場中，所有離子運(yùn)動軌跡一樣，說明所有離子(　　) A．具有相同質(zhì)量 B．具有相同電荷量 C．具有相同的比荷 D．屬于同一元素同位素 3．一帶電粒子在電場中只受靜電力作用時，它不可能出現(xiàn)的運(yùn)動狀態(tài)是(　　) A．勻速直線運(yùn)動 B．勻加速直線運(yùn)動 C．勻變速曲線運(yùn)動 D．勻速圓周運(yùn)動 4．電子經(jīng)電壓為U1的加速電場后以速度v0垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場，離開電場時的偏轉(zhuǎn)量是h，兩平行板間的距離為d，電勢差U2，板長L，為了提高示波管的靈敏度(每單位電壓引起的偏轉(zhuǎn)量h/U2)可采取的方法是(　　) A．增大兩板間電勢差U2 B．盡可能使板長L短些 C．盡可能使板間距離d小一些 D．使加速電壓U1升高一些 5.一平行板電容器中存在勻強(qiáng)電場，電場沿豎直方向．兩個比荷(即粒子的電荷量與質(zhì)量之比)不同的帶正電的粒子a和b，從電容器邊緣的P點(diǎn)(如圖所示)以相同的水平速度射入兩平行板之間．測得a和b與電容器極板的撞擊點(diǎn)到入射點(diǎn)之間的水平距離之比為1∶2，若不計重力，則a和b的比荷之比是(　　) A．1∶2 B．1∶8 C．2∶1 D．4∶1