广西梧州市蒙山县第一中学高中物理 带电粒子在匀强电场中的运动导学案 新人教版选修31.DOC

高中物理人教版选修3-1导学案：带电粒子在磁场中的运动 质谱仪 回旋加速器【学习目标】1、熟练掌握带电粒子在电场中的运动规律，只受电场力作用时，会从力和能的转化两个角度来解决问题。2、理解并掌握带电粒子在电场中偏转的原理，掌握初速度与场强方向垂直的带电粒子在电场中的运动类平抛运动。3、知道示波管的构造和原理【学习重点和难点】带电粒子在电场中的加速和偏转规律及有关计算。【使用说明及学法指导】本学案是平抛运动规律在匀强电场中的具体应用，在高考中是命题的热点和难点。建议第一课时在教师的指导下先认真阅读教材，初步掌握课前预习案的内容。第二课时通过小组合作深入理解本学案的基本内容。第三课时通过探究展示课加深对本部分重点和难点知识的理解。【课前预习案】一、知识点一、带电粒子在电场中加速1、常见带电粒子及受力特点电子、质子、粒子（氦原子核he）等带电粒子在电场中受到的静电力（与重力相比） _重力，通常情况下，重力可以 。 常见的匀强电场是由两互相靠近的平行金属板在两极板间加上电压后形成的，下面的分析都是已知两板间距离为d、两板间所加电场为u。2、平行金属板间电场场强和电势差的关系：e=_,或u=_。3、带电粒子在匀强电场中的加速若带电粒子以与电场线平行的方向进入匀强电场，初速度不计，带电粒子做_ 运动，此类问题有两种处理方法：（1）运用运动学和牛顿第二定律求解：带电粒子在电场中受到的电场力f=_=_,产生的加速度为a=_。由v 2=2as有v =_。（2）用动能定理求解粒子动能的变化或末速度:由动能定理 ，如果粒子初速度为零，则获得的速度为v=_。4、带电粒子在非匀强电场中的加速用动能定理求解粒子动能的变化或末速度。方法：动能定理 如果粒子初速度为零，则获得的速度为v=_。检测1、下列带电粒子均从初速为零的状态开始在电场力作用下做加速运动，经过相同的电势差u后，哪个粒子获得的速度最大()a.质子b.氘核c.粒子d.钠离子二、知识点二、带电粒子在电场中的偏转已知偏转电场的电压为u，板间距离为d，板的长度为l。1、进入电场的方式：以初速度垂直于电场线方向进入匀强电场e=_。2、受力特点：电场力大小f=_ ，且方向与初速度的方向 。3、运动特点：与运动学中的 运动相似。检测1、请根据上图带电粒子的运动图象，将末速度v反向延长，可推导出带电粒子“似乎”是从偏转电场极板水平线中间沿直线飞出的。检测2、一电子以初速度v0沿垂直场强方向射入两平行金属板间的匀强电场中，现减小两板间的电压，则电子穿越两平行板所需的时间()a随电压的减小而减小b随电压的减小而增大c与电压无关d随两板间距离的增大而减小检测3、如图所示，p和q为两平行金属板，板间电压为u，在p板附近有一电子由静止开始向q板运动。关于电子到达q板时的速率，下列说法正确的是（ ）a两板间距离越大，加速时间越长，获得的速率就越大b两板间距离越小，加速度越大，获得的速率就越大c与两板间距离无关，仅与加速电压u有关d以上说法都不正确三、知识点三、示波管1、构造及功能(1)电子枪：发射并_电子。yyv0ll(2)偏转电极yy：使电子束_偏转(加信号电压)xx：使电子束_偏转(加扫描电压)(3)荧光屏 (4)玻壳2、工作原理：如图所示（以y y偏转为例）（1）电子在偏转电场中做_运动。（2）电子打出偏转电场后，做_运动,电子打在屏上位置 检测1、示波管如上图所示，当两偏转电极xx、yy电压为零时，电子枪发射的电子经加速电场加速后会打在荧光屏上的正中间(图示坐标的o点，其中x轴与xx电场的场强方向重合，x轴正方向垂直于纸面向里，y轴与yy电场的场强方向重合，y轴正方向竖直向上)若要电子打在图示坐标的第象限，则()ax、y极接电源的正极，x、y接电源的负极bx、y极接电源的正极，x、y接电源的负极cx、y极接电源的正极，x、y接电源的负极dx、y极接电源的正极，x、y接电源的负极【课内探究案】1、如图所示，氕、氘、氚的原子核自初速为零经同一电场加速后，又经同一匀强电场偏转，最后打在荧光屏上，那么()a经过加速电场过程，电场力对氚核做的功最多b经过偏转电场过程，电场力对三种核做的功一样多c三种原子核打在屏上时的速度一样大d三种原子核都打在屏上的同一位置上2、如图所示，m、n是真空中的两块平行金属板，质量为m、电荷量为q的带电粒子，以初速度v0由小孔进入电场，当m、n间电压为u时，粒子恰好能到达n板，如果要使这个带电粒子到达m、n板间距的后返回，下列措施中能满足要求的是(不计带电粒子的重力)()a使初速度减为原来的b使m、n间电压加倍 c使m、n间电压提高到原来的4倍d使初速度和m、n间电压都减为原来的 3、带电粒子经加速电场加速后垂直进入两平行金属板间的偏转电场，要使它离开偏转电场时偏转角增大，可采用的方法有()a增加带电粒子的电荷量 b增加带电粒子的质量c增大加速电压 d增大偏转电压4、如图所示，a为粒子源，f为荧光屏。在a和极板b间的加速电压为u1，在两水平放置的平行导体板c、d间加有偏转电压u2。现分别有质子和粒子由静止从a发出，经加速后以水平速度进入c、d间，最后打到f板上。不计粒子的重力，它们能打到f的同一位置上吗？5、如图所示，a、b为两块足够大的平行金属板，距离为d，接在电压为u的电源上。在a板的中央p点处放置一个电子放射源，可以向各个方向释放电子。设电子的质量为m、电荷量为e，射出时的初速度为v求电子打在b板上的区域面积?(不计电子的重力)【拓展提升案