高中物理 1_9带电带电粒子在电场中的运动导学案 新人教版选修3-1

在学生就要走出校门的时候，班级工作仍要坚持德育先行，继续重视对学生进行爱国主义教育、集体主义教育、行为规范等的教育，认真落实学校、学工处的各项工作要求课题：第9节 带电粒子在电场中的运动【知识目标】1.学生会用牛顿第二定律及动能定理解决带电粒子在匀强电场中的加速问题。2. 学生会用平抛运动的处理方法解决带电粒子在匀强电场中的偏转问题。【学习重点】掌握带电粒子在匀强电场中的加速和偏转问题的力学处理方法.【学习重点】掌握带电粒子在匀强电场中的加速和偏转问题的力学处理方法.【学法建议】 阅读、讨论、合作探究【知识衔接】自主学习：1带电粒子（电子、质子等）及带电微粒（尘埃、液滴）在电场中的受力分析2带电粒子沿电场线方向进入匀强电场后，分析其运动过程3.带电粒子以初速v0 垂直于电场线方向飞入匀强电场，分析其运动过程合作探究：ABU1如图，A、B两足够大的金属板间电压为U，间距为d，一质子带电量为e，质量为m，由静止从A板出发，求质子到达B板时的速度大小。2.上题中粒子在电场中的运动时间为多少？3.如图所示的电场中有A、B两点，A、B的电势差UAB100V，一个质量为m=2.010-12kg、电量为q=5.010-8C的带电粒子，以初速度v0 =3.0103m/s由A点运动到B点，求粒子到达B点时的速率。（不计粒子重力）AB归纳总结：【例题1】下列粒子从静止状态经过电压为U的电场加速后，速度最大的是( )A质子(H) B氘核(H) C粒子(He) D钠离子(Na)【变式训练1】如图所示，两平行金属板间的距离为d，两板间的电压为U，现有一电子从两板间的O点沿着垂直于板的方向射出到达A点后返回，若OA距离为h，则此电子具有的初动能为（ ）A.BedhUC.D.练习反馈：【例题2】Av0dv0yvvm,qLO如图所示，板间电压为U，距离为d，板长为L，一质子质量为m，电量为q，以初速度v0从O点垂直射入两板间的匀强电场中，求质子射出电场时：沿垂直板面方向偏移的距离y；速度偏转角度tan；位移与初速度夹角tan；将速度v反向延长交图中虚线与A点，求XOA。【变式训练2】如图所示，从炽热的金属丝漂出的电子(速度可视为零)，经加速电场加速后从两极板中间垂直射入偏转电场电子的重力不计在满足电子能射出偏转电场的条件下，下列四种情况中，一定能使电子的偏转角变大的是( )A仅将偏转电场极性对调B仅增大偏转电极间的距离C仅增大偏转电极间的电压D仅减小偏转电极间的电压m,q【变式训练3】如图所示，二价氦离子和质子的混合体，经同一加速电场加速后，垂直射入同一偏转电场中，偏转后，打在同一荧光屏上，则它们（ ）A.侧移相同 B.偏转角相同C.到达屏上同一点 D.到达屏上不同点【达标检测】1.一个不计重力的带电微粒，进入匀强电场没有发生偏转，则该微粒的 ( ) A. 运动速度必然增大 B运动速度必然减小C. 运动速度可能不变 D运动加速度肯定不为零2.如图所示是一个示波管工作的原理图，电子经过加速后以速度v0垂直进入偏转电场，离开电场时偏转量是h，两平行板间距离为d，电势差为U，板长为l，每单位电压引起的偏移量(h/U)叫示波器的灵敏度若要提高其灵敏度，可采用下列哪种办法( )A增大两极板间的电压B尽可能使板长l做得短些C尽可能使板间距离d减小些D使电子入射速度v0大些3.如图所示，平行板电容器充电后形成一个匀强电场，大小保持不变让质子(1H)流以不同初速度，先、后两次垂直电场射入，分别沿a 、b轨迹落到极板的中央和边缘，则质子沿b轨迹运动时( )A加速度更大 B初速度更大C动能增量更大 D两次的电势能增量相同小结：课后反思：【课后作业】1.如图所示，一个质量为m、带电荷量为q的粒子，从两平行板左侧中点沿垂直场强方向射入，当入射速度为v时，恰好穿过电场而不碰金属板要使粒子的入射速度变为，仍能恰好穿过电场，则必须再使( )A粒子的电荷量变为原来的 B两板间电压减为原来的C两板间距离增为原来的4倍 D两板间距离增为原来的2倍2.三个粒子在同一点沿同一方向垂直飞入偏转电场，出现了如图所示的运动轨迹，由此可判断( )A在b飞离电场的同时，a刚好打在负极板上Bb和c同时飞离电场C进入电场时，c的速度最大，a的速度最小D动能的增加值c最小，a和b一样大3.一束正离子以相同的速率从同一位置，垂直于电场方向飞入匀强电场中，所有离子的轨迹都是一样的，这说明所有离子( )A都具有相同的质量 B都具有相同的电量C具有相同的荷质比 D都是同一元素的同位素4.一个带正电的油滴从图所示的匀强电场上方A点自由下落，油滴落入匀强电场后，能较准确地描述油滴运动轨迹的是图中的( )5.如图所示，一带电小球以速度v0水平射入接入电路中的平行板电容器中，并沿直线打在屏上O点，若仅将平行板电容器上极板平行上移一些后，让带电小球再次从原位置水平射入并能打在屏上，其他条件不变，两次相比较，则再次射入的带电小球( )A将打在O点的下方B将打在O点的上方C穿过平行板电容器的时间将增加D到达屏上时的动能将增加图18176. 如图1817所示，从静止出发的电子经加速电场加速后，进入偏转电场若加速电压为U1、偏转电压为U2，要使电子在电场中的偏移距离y增大为原来的2倍(在保证电子不会打到极板上的前提下)，可选用的方法有 ( ) A使U1减小为原来的1/2 B使U2增大为原来的2倍 C使偏转电场极板长度增大为原来的2倍 D使偏转电场极板的间距减小为原来的1/27. 如图所示，在平行板电容器A、B两板上加上如图所示的交变电压，开始时B板电势比A板高，这时两板中间原来静止的电子在电场力作用下开始运动，设A、B两板间的距离足够大，则下述说法中正确的是( )A电子先向A板运动，然后向B板运动，再返回A板做周期性来回运动B电子一直向A板运动C电子一直向B板运动D电子先向B板运动，然后向A板运动，再返回B板做周期性来回运动图18158有三个质量相等的小球，分别带正电、负电和不带电，以相同的水平速度由P点射入水平放置的平行金属板间，它们分别落在下板的A、B、C三处，已知两金属板的上板带负电荷，下板接地，如图1815所示，下列判断正确的是 A、落在A、B、C三处的小球分别是带正电、不带电和带负电的B、三小球在该电场中的加速度大小关系是aAaBaCC、三小球从进入电场至落到下板所用的时间相等D、三小球到达下板时动能的大小关系是EKCEKBEKA9.一个初动能为Ek的电子，垂直电场线飞入平行板电容器中，飞出电容器的动能为2Ek，如果此电子的初速度增至原来的2倍，则它飞出电容器的动能变为 ( )A4Ek B8Ek C4.5Ek D4.25Ek10.一个电子在经U5 000 V的加速电压后，在距两极板等间距处垂直进入平行板间的匀强电场，如图所示，若两板间距d1.0 cm，板长L5.0 cm，那么，要使电子能在平行板间飞出，两个极板上最多能加多大电压？11.如图所示是示波器的示意图，竖直偏转电极的极板长L1=4cm，板间距离d=1cm。板右端距离荧光屏L2=18cm，（水平偏转电极上不加电压，没有画出）电子沿中心线进入竖直偏转电场的速度是v=1.6107m/s，电子电量e=1.610-19C，质量m=0.9110-30kg。(1)要使电子束不打在偏转电极上，加在竖直偏转电极上的最大偏转电压U不能超过多大？L1L2OOOd(2)若在偏转电极上加正反向电压最大值均为27.3V的交变电压，在荧光屏竖直坐标轴上能观察到多长的线段？答案（不印刷）例1 D 变式1 A 变式2 C 变式3 ABC 巩固达标 1.D 2.C 3.BD 课后作业1.AD 2.ACD 3.C 4.B 5.AD 6.ABD 7.C 8.AB 9.D10.解析：加速电场中，由动能定理得：eUmv02.进入偏转电场，电子在平行于板面的方向上做匀速运动Lv0t.在垂直于板面的方向做匀加速直线运动，加速度a，位移yat2.能飞出的条件为y.由以上各式得U V4.0102 V.即要使电子能飞出，所加电压最大为400 V.答案：所加电压最大为400 V11.解：(1) 由以上三式，解得： 代入数据，得 U=91V (2)偏转电压的最大值：U1=27.3V 通过偏转极板后，在垂直极板