江苏省海安县实验中学高二物理《带电粒子在电场中的直线运动》学案.doc

江苏省海安县实验中学高二物理带电粒子在电场中的直线运动学案带电粒子在电场中的运动是电学中的重要应用内容，该知识点也是历年高考命题热点之一，它是各种电子仪器（设备）的理论基础，综合了电场和力学知识，对学生灵活运用知识能力要求很高。教学目标1知识目标：使学生理解并掌握带电粒子在电场中运动的特点和规律，能将力学中的研究方法，灵活地迁移到电场中，正确分析和解答带电粒子在电场中的综合问题2能力目标：培养学生综合应用物理知识对具体问题进行具体分析的能力 3情感目标：培养学生科学研究的意志品质。教学方法：问题讨论教学方法教学过程一、复习引入：二、新授例题1：右图所示，两平行金属板间加一电压u，板间距离d,有一带正电荷q、质量为m的带电粒子在电场力的作用下,以初速v=0开始从正极板向负极板运动。不计重力，则（1）带电粒子在电场中作什么运动？（2）粒子穿出负极板时的时间、速度？例题2.如图所示,a,b为平行金属板,两板相距为d,分别与电源两极相连,两板的中央各有小孔m 、n,今有一质量为m,电荷量为-q的质点,自a板上方相距为d的p点由静止自由下落（p、m、n三点在同一竖直线上）,空气阻力不计,到达n点的速度恰好为零,然后按原路径返回,试求a b板间的电势差是多大?2）若保持两板间的电压不变,则：( ) (a)把a板向上平移一小段距离，质点自p点自由下落后仍能返回(b)把a板向下平移一小段距离，质点自p点自由下落后将穿过n孔继续下落(c)把b板向上平移一小段距离，质点自p点自由下落后仍能返回(d)把b板向下平移一小段距离，质点自p点自由下落后将穿过n孔继续下落例题3如图所示，一平行板电容器的板长l= 4 cm，板间距离d= 3 cm， 倾斜放置，使板面与水 平方向的 夹角=37，若两板间所加电压u=100v，带电量q=310-10c的微粒以v0=0.5m/s的速度自a板的左边缘水平进入电场，在电场中沿水平方向运动，并恰好从b板右边缘水平飞出，求：带电微粒的质量和飞出电场时的速率（忽略边缘效应，g=10m/s2）例题4作业本p27.5小结：带电粒子在电场中的运动，实质是力学问题，解题思路仍然遵循力学基本思路。解决带电粒子在电场中运动的基本方法： 1.动力学观点：处理问题的要点是注意区分不同的物理过程，弄清在不同物理过程中物体的受力情况及运动性质，并选用相应的物理规律。处理这类问题的规律主要有：牛顿定律与直线运动规律相结合。 2. 功能观点：对于有变力参加作用的带电体运动（非匀强电场），必须借助于功能观点来处理，即使都是恒力作用问题，用功能观点处理也常常显得简洁。巩固练习1:思考选择（ ）a.两板间距越大，加速的时间越长，v也增大b.两板间距离越小，加速度就越大，则子到达q板时的速度就越大c.带电粒子到达q板时的速度与板间距离无关，仅与加速电压有关d.带电粒子的加速度和末速度都与板间距离无关2. 图中，a、b是一对平行的金属板，在两板问加上一周期为t的交变电压u，a板的电势ua=0，b板的电势ua随时间的变化规律为:在0到t/2的时间内，ub=u0(正的常数)；在t/2到t的时间内，ub=-u0；在t到3t/2的时间内，ub=u0；在3t/2到2t的时间内，ub=-u0现有一电子从a板上的小孔进入两板间的电场区内，设电子的初速度和重力的影响均可忽略，则().(a)若电子是在t=0时刻进入的，它将一直向b板运动(b)若电子是在t=t/8时刻进入的，它可能时而向b板、时而向a板运动，最后打在b板上(c)若电子是在t=3t/8时刻进入的，它可能时而向b板、时而向a板运动，最后打在b板上(d)若电子是在t=t/2时刻进入的，它可能时而向b板、时而向a板运动3.如图所示装置，从a板释放的一个无初速电子向b板方向运动，下列对电子的描述中错误的是().(a)电子到达b板时的动能是eu(b)电子从b板到c板时动能变化为零(c)电子到达d板时动能是3eu(d)电子在a板和d板之间往复运动 4.如图中(a)所示，a、b是一对平行放置的金属板，中心各有一个小孔p、q，pq连线垂直于金属板，两板间距为d，从p点处连续不断地有质量为m、带电量为-q的带电粒子(重力不计)沿pq方向放出，初速度可忽略不计，在a、b间某时刻t=0开始加有如图(b)所示的交变电压，其电压大小为u，周期为t.带电粒子存ab间运动过程中，粒子相互作用力可忽略不计.(1)如果只有在每个周期的0t/4时间内放出带电粒子才能从小孔q中射出，则d应满足怎样的条件?(2)如果各物理量满足第(1)问中的条件，求每个周期内从小孔q中有粒子射出的时间与周期t的比值.5.如图所示，两块水平放置的平行金属板m、n相距为d，组成一个电容为c的平行板电容器，m板接地，板正中央有一个小孔b，从b孔正上方h处的a点，一滴一滴地