专题-带电粒子在匀强电场中的运动典型例题.doc

物理学科导学案 班级： 高一（1） 姓名：孙传广 审核人：高一物理组 实际教学日期2017. 9.11总课题专题: 带电粒子在匀强电场中的运动典型例题学案总课时2第1 课时课题专题: 带电粒子在匀强电场中的运动典型例题课型习题课教学目标一、知识与技能：1带电粒子在匀强电场中共点力的平衡2带电粒子在匀强电场中-带电粒子做匀变速运动加速减速及图像问题。3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)。4.示波管的主要构造和工作原理。 目标要求 深入理解围绕电场、带电粒子问题中的力学知识与能量知识 带电微粒在电场中运动是电场知识和力学知识的结合，分析方法和力学的分析方法是基本相同的二、过程与方法构建模型法：用学生以有的知识为背景展开，教会学生通过构建物理基本模型来寻找解决问题的方法，讲练结合法，通过典例精析、让学生感到带电粒子在匀强电场中的运动问题不再难解、不再遥远。 三、情感态度与价值观1渗透物理学方法的教育：运用理想化方法，突出主要因素，忽略次要因素，不计粒子重力。2培养学生综合分析问题的能力，体会物理知识的实际应用。教学重点教学重点：带电粒子在电场中的运动情况（平衡、加速和减速）和偏转规律 教学难点教学难点：带电粒子在电场中的运动问题中应用动能定理、平抛运动规律、牛顿定律、场强等相关知识解决问题及应用。学法指导构建模型、合作探究、精讲精练、教 学 过 程 师 生 互 动典型例题或方法指导引入:某些带电体是否考虑重力，要根据题目暗示或运动状态来判定我们知道，把一个带电粒子放进电场中，它就具有一定的电势能并受到电场力的作用，因此它可能会作各种各样的运动，这在现代科学技术设备中有广泛的应用。那么:1.带电粒子在匀强电场中运动状态：2.电场中的带电粒子一般可分为下面两类：a、带电的基本粒子：如电子，质子，粒子，正负离子等。b、带电微粒：如带电小球、液滴、尘埃等。问题：它们在受力分析时是否计重力？一带电粒子在电场中的平衡问题例 1：带电粒子在电场中处于静止状态，该粒子带正电还是负电?如果粒子的质量为m,电场强度为E，则其电荷量为多少？变式训练1：带电小球用细绳悬挂，在电场中处于静止状态，细绳与竖起方向的夹角为，如图所示，该粒子带正电还是负电?如果粒子的质量为m,两板间距离为d,电压为U，则其电荷量为多少？它与负极板的距离为X，剪断细绳，小球做什么运动？到达负极板的速度是多大？时间为多少？一、带电粒子在匀强电场中的加速运动（直线运动）MNqU【例2】如图所示，在真空中有一对平行金属板，两板间加以电压U。在板间靠近正极板附近有一带正电荷q的带电粒子，它在电场力作用下由静止开始从正极板向负极板运动，到达负极板的速度为多大？粒子到达极板的时间为多少？变式训练2：带电粒子所带的电量为q,质量为m，板间电势差为U,板距为d,板长为L，电荷由正极板边缘A点静止释放，粒子沿直线AB运动到负极板，试问粒子带什么电？做什么运动？粒子到达负极板的速度为多大？时间为多少？二、带电粒子在匀强电场中的加速运动（图像问题）例3：两个相距为d 的平行金属板,有正对着的两小孔A、B,如图甲所示,两板间加如图乙所示的交变电场, 一质量为m,带电量为+q 的带电粒子,在t =0时刻在A孔处无初速释放,1）试判断带电粒子能否穿过B孔？（ t=0时刻A板电势高）2）作出粒子运动的Vt图象三、带电粒子在电场中的偏转（垂直于场射入）【例4】质量为、电荷量为的带电粒子以初速沿垂直于电场的方向，进入长为、间距为、电压为的平行金属板间的匀强电场中，粒子将做匀变速曲线运动，如图所示，若不计粒子重力，则可求出如下相关量：分析方法 ：（1）粒子穿越电场的时间：（2）粒子离开电场时的速度（3）粒子离开电场时的侧移距离：（4）粒子离开电场时的偏角：（5）速度方向的反向延长线必过偏转电场的中点如图所示,两极板与电源相连接,电子从负极板边缘垂直电场方向射入匀强电场,且恰好从正极板边缘飞出,现在使电子射入速度变为原来的两倍,而电子仍从原来位置射入,且仍从正极板边缘飞出,则两极板间距离就变为原来的( ) A.2倍 B.4倍 C. 倍 D. 倍 UVo四、带电粒子经加速电场后进入偏转电场【例5】如图所示，由静止开始被电场（加速电压为）加速的带电粒子平行于两正对的平行金属板且从两板正中间射入，从右侧射出，设在此过程中带电粒子没有碰到两极板。若金属板长为，板间距离为、两板间电压为，试求出带电粒子的侧向位移和偏转角。U1dU2qv1v2Lqv0v1qy变式训练3：如图所示，由静止开始被电场（加速电压为）加速的带电粒子平行于两正对的平行金属板且从两板正中间射入。若金属板长为，板间距离为、两板间电压为，试讨论带电粒子能飞出两板间的条件？U1dLU2q五、带电粒子在电场中的偏转打在荧光屏（示波器的原理）【例6】如图所示，电子经U1电压加速后以速度v0进入偏转电压为U2的电场中，电子离开电场后打在距离偏转电场为L的屏上，试求电子打在屏上的位置与屏的中点的距离y（平行板的长度为，板间距离为d）巩固提升：练习1、下列粒子从初速度为零的状态经加速电压为U的电场后，哪种粒子速度最大 （ ）A、质子 B、氘核 C、氦核 D、钠离子哪种粒子动能最大（ C ）练习2：如图所示，水平放置的A、B两平行板相距h，上板A带正电。现有质量为m，带电量为+q的小球在B板下方距离为H处，以初速度V0竖直向上从B板小孔进入板间电场，欲使小球刚好打到A板，A、B间电势差UAB应为多少？练习3：平行板相距d，中间有正方向水平向左、大小按如图所示的图线变化的电场，位于电场中A点的质量为m的电子在t=0时速度为零，在t1s时，电子离开A点的距离大小为L。则：U0U00123t/sU/V4（1）画出电子运动的速度图象（2）在t2s时，电子将处在何处？图6410图651练习4.如图6410，让一价氢离子一价氦离子和二价氦离子的混合物由静止经过同一加速电场加速，然后在同一偏转电场里偏转，它们是否会分成三股？请说明理由看高考：如图所示，充电后的平行板电容器水平放置，电容为C，极板间距离为d，上极板正中有一小孔。质量为m、电荷量为+q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落，穿过小孔到达下极板处速度恰为零（空气阻力忽略不计，极板间电场可视为匀强电场，重力加速度为g）。求：（1）小球到达小孔处的速度；（2）极板间电场强度大小和电容器所带电荷量；（3）小球从开始下落运动到下极板的时间。作业：同步练习板书设计：专题: 带电粒子在匀强电场中的运动典型例题一、带电粒子在匀强电场中的运动分类： 直线运动 曲线运动二、解题方法归纳： 小结： 学生思考并回答带电粒子在电场中的平衡解题步骤：选取研究对象。进行受力分析，注意电场力的方向特点。由平衡条件列方程求解。讨论带电粒子在电场中做直线运动(加速或减速)的方法：(1)能量方法能量守恒定律；(2)功能关系动能定理；(3)力和加