甘肃省永昌县第一中学高中物理 第1章 第11节带电粒子在电场中的运动导学案 新人教版选修31.doc

甘肃省永昌县第一中学高中物理 第1章 第11节带电粒子在电场中的运动导学案 新人教版选修3-1一、导入新课，展示目标1.会分析计算带电粒子在电场中加速和偏转的有关问题.2.知道示波管的主要构造和工作原理二、课前自学，提出问题1动能定理的内容：合外力所做的功等于物体动能的变化其表达式为w_.2平抛运动可以分解为水平方向的_运动和竖直方向的_运动水平方向：vx_，x_；竖直方向：vy_；y_.3带电粒子在电场中受到静电力的作用，因此要产生_，速度的大小和方向都可能发生变化对于质量很小的带电粒子，如_、_等，虽然它们也会受到万有引力(重力)的作用，但万有引力(重力)一般_静电力，可以忽略图14如图1所示，炽热的金属丝可以发射电子在金属丝和金属板之间加以电压u，发射出的电子在真空中加速后，从金属板的小孔穿出电子穿出时的速度为_ (设电子刚刚离开金属丝时的速度为零，电荷量为e，质量为m)5有一种电子仪器叫示波器，可以用来观察电信号随时间变化情况示波器的核心部件是_三、学习过程1、师导生学，合作探究探究一、带电粒子的加速问题设计图2如图2所示，在真空中有一对平行金属板，由于接在电池组上而带电，两板间的电势差为u.若一个质量为m，带正电荷q的粒子，在静电力的作用下由静止开始从正极板向负极板运动，板间距为d.(1)粒子在电场中做何种运动？(2)计算粒子到达负极板时的速度？要点提炼1电子、质子、粒子、离子等微观粒子，它们的重力远小于静电力，处理问题时可以忽略它们的重力带电小球、带电油滴、带电颗粒等，质量较大，处理问题时重力不能忽略2带电粒子仅在静电力作用下加速，若初速度为零，则qu_；若初速度不为零，则qumv2mv.探究二、带电粒子的偏转问题设计如图3所示，两平行板间存在方向竖直向下的匀强电场，质子以速度v0水平射入电场，不计质子的重力(1)质子受力情况怎样？质子如何运动？(2)若板长为l，板间电压为u，板间距为d，质子质量为m，电荷量为q，求质子的加速度和在电场中的飞行时间(3)当质子离开电场时，质子水平方向和竖直方向的速度分别为多大？合速度与初速度方向的夹角的正切值为多少？(4)质子沿电场方向的偏移量y为多少？(5)速度的偏转角与位移和水平方向的夹角是否相同？二次备课图3 要点提炼1运动状态分析：带电粒子(不计重力)以初速度v0垂直于电场线方向飞入匀强电场时，受到恒定的与初速度方向成90角的静电力作用而做匀变速曲线运动2偏转问题的分析处理方法：类似于平抛运动的分析处理方法，即应用运动的合成与分解的知识分析处理3两个特殊结论(1)粒子射出电场时速度方向的反向延长线过水平位移的中点，即粒子就像是从极板间处射出的一样(2)速度偏转角的正切值是位移和水平方向夹角的正切值的2倍，即：tan 2tan .2、互动交流，突破疑难例1如图4所示，在点电荷q激发的电场中有a、b两点，将质子和粒子分别从a点由静止释放到达b点时，它们的速度大小之比为多少？图4例2一束电子流经u5 000 v的加速电压加速后，在与两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场，如图5所示，若两板间距d1.0 cm，板长l5 cm，那么，要使电子能从平行极板间的边缘飞出，则两个极板上最多能加多大电压？图5二次备课图6例3如图6为一真空示波管的示意图，电子从灯丝k发出(初速度可忽略不计)，经灯丝与a板间的电压u1加速，从a板中心孔沿中心线ko射出，然后进入两块平行金属板m、n形成的偏转电场中(偏转电场可视为匀强电场)，电子进入m、n间电场时的速度与电场方向垂直，电子经过电场后打在荧光屏上的p点已知m、n两板间的电压为u2，两板间的距离为d，板长为l，电子的质量为m，电荷量为e，不计电子受到的重力及它们之间的相互作用力方法总结带电粒子在电场中的运动，综合了静电场和力学的知识，分析方法和力学的分析方法基本相同：先分析受力情况再分析运动状态