第九节 带电粒子在电场中的运动导学案

1 / 6 第九节 带电粒子在电场中的运动导学案 本资料为 WoRD文档，请点击下载地址下载全文下载地址 第九节带电粒子在电场中的运动导学案 一、知识与技能： 1、掌握带电粒子在电场中加速和偏转的规律； 2、理解电压对粒子加速和偏转的影响，并能综合利用力学知识对有关问题进行分析； 3、了解加速和偏转在实际中的应用。 二、过程与方法： 1、掌握带电粒子在电场中偏转的处理方法； 2、让学生通过讨论和思考得出知识，注重知识的建构过程； 三、情感态度与价值观： 1、了解加速和偏转在实际中的应用， 培养应用知识的意识，激发学习兴趣； 2、在讨论中培养合作精神 四、重点和难点 1、解决带电粒子在电场中加速和偏转问题的方法 2、对电场对粒子加速的规律的理解； 3、偏转问题的分析方法。 一、预习案 1、带电粒子：如电子、质子、原子核等，一般地，重力 电场力，重力可忽略不计。 2 / 6 2、带电粒子沿电场线方向进入匀强电场后，由于电场力方向与粒子的运动方向在 ，且电场力是恒力，所以带电粒子只能做 。 3、带电粒子的偏转（限于匀强电场） （ 1）运动状态分析：带电粒子以 速度 v0垂直于电场线方向飞入匀强电场时，由于电场力方向与粒子的初速方向 ，且电场力是恒力，所以带电粒子只能做 。 （ 2）粒子偏转问题的分析处理方法类似于平抛运动的分析处理，即应用运动的合成和分解的知识方法： 沿初速度方向为，位移与时间的关系为，运动时间 t=。 沿电场力方向为初速度为零的匀加速直线运动，加速度 a=。 离开电场时的偏移量 二、探究案 一、带电粒子的加速 问题一：两块平行正对的金属板 A、 B，相距为 d，带有等量异号电荷，电压为 U，场强为 E，如图所示。一质量为 m，电荷为 q 的带正电 的粒子从 A 板处由静止开始运动，求其到达B 板的速度是多大？ 讨论：如何分析 （提示可以用牛顿定律、动能定理、等） 类似自由落体运动（类比法） 3 / 6 二、带电粒子的偏转 如图，带电粒子以垂直于电场方向的速度进入匀强电场，将会发生偏转，做一个抛物线运动。 1、运动性质：类平抛运动（类比法） 2、运动规律： （两个方向分析） 如果带电粒子偏转后飞出电场，则其侧移距离和偏转角度为多少？ 加速度 a= 垂直板面方向偏移的距离为 y= 粒子 的飞行时间 t= 带入可得 y= y 由那几个量决定： 垂直板面的速度 v= 偏转角度 tan= 偏转角度由那几个量决定： 小结：静电场与重力场的区别联系 注意求解问题的方法和推导过程，不必去记公式。 三、示波管的原理 4 / 6 示波管的结构如图 1-9-12，示波管主要由 、 和 三部分组成。管内抽成 ，电子枪通电后发射 ，电子在 电场作用下被加速，然后进入 电场。偏转电极一般有相互 的两组，一组控制 偏转，一组控制 偏转。电子经过偏转电场后打到荧光屏上使荧光粉发光。 三、练习案 例 1如图 9 5 1 所示，一束带电粒子（不计重力）垂直电场方向进入偏转电场，试讨论以下情况中，粒子应具备什么条件下才能得到相同的偏转距离 y 和偏转角 （ U、 d、 L保持不变） （ 1）进入偏转电场的速度相同时 （ 2）进入偏转电场的动能相同时 （ 3）进入偏转电场的动量相同时 （ 4）先由同一加速电场加速后，再进入偏转电场时 例 2一束电子流在经 U=5000V的加速电压加速后，在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场，如图所示，若两板间 d=，板长 l=，那么，要使电子能从平行板间的边缘飞出，两个极板上最多能加多大电压？ 5 / 6 当堂检测 1一带电粒子在电场中只受电场力作用时，它不可能出现的运动状态是 () A匀速直线运动 B匀加速直线运动 c匀变速曲线运动 D匀速圆周运动 2对公式的适用条件，正确的有（） A只适用于匀强电场中， v0=0的带电粒子被加速 B只适用于匀强电场中，粒子运动方向和场强方向平行的情 况 c只适用于匀强电场中，粒子运动方向和场强方向垂直的情况 D适用于任何电场中， v0=0的带电粒子被加速 3一质量为 m，电量为 q 的带电粒子（不计重力），以平行于电场线的初速度 v0 射入匀强电场，经过 t(s)时间，带电粒子具有的电势能与刚射入到电场时具有的电势能相同。则此匀强电场为 _，带电粒子在带电场中所通过的路程为 _。 4如图 9 5 7 所示，将光滑金属环竖直放置在水平向