带电粒子在电场中的运动(公开课)

1、-精选文档 -课题： 1.9 带电粒子在电场中的应用授课班级：高二（1 ）班授课时间： 2017 年 9 月 27 日授课人：郭耀虎【三维目标】（一）知识与技能1 理解并掌握带电粒子在电场中的加速原理。2 能用牛顿运动定律或动能定理分析带电粒子在电场中的加速。（二）过程与方法1 分析如何利用电场使带电粒子速度大小改变即加速。2 归纳用力学规律处理带电粒子在电场中运动的常用方法。（三）情感、态度和价值观1 感受从能的角度，用动能定理分析解答问题的优点。2 进一步养成科学思维的方法。【教学方法】启发式教学、讲授法【教学重点】带电粒子在电场中的直线运动的分析与解答；【教学难点】用能量观点解决带电粒子

2、在电场中的运动。【教学过程】一、带电粒子1. 基本粒子：如电子、质子、粒子、离子等除题目中有特殊说明或明确暗示以外，一般都不考虑它们的重力（但不能忽略其质量） 。2. 带电颗粒：如带电液滴、油滴、尘埃和小球等除题目中有说明或明确暗示以外，一般都不能忽略它们的重力。3. 一般带电体：要根据题目暗示或运动状态来判定是否考虑重力。可编辑-精选文档 -二、 带电粒子在匀强电场中的平衡问题+qE1 、受力分析_d_mg_qE mgmgd_UqEUd2 、运动状态：静止或匀速直线运动【例 1 】如图所示，相距为 d ，水平放置的两平行金属板a 、 b ，其电容为C， a 极板接地且中央有小孔，开始时两板均

3、不带电。 现将带电量为 q 、质量为 m 的带电液滴， 一滴一滴从小孔正上方 h 高处无初速度地滴下，竖直落向b 板，到达 b 板h后液滴的电荷全部传递给b 板，不计一切阻力。问：若第n 滴液滴在 a、db 间做匀速直线运动，求n ？三、带电粒子在匀强电场中的匀加速直线运动1 、运动状态分析：带电粒子沿电场线平行的方向进入匀强电场，受到的电场力与运动方向在同一直线上，带电粒子将做匀变速直线运动。【例 2 】如图 ,在真空中有一对平行金属板,两板间加以电压U,两板间有一个带正电荷q 的粒子 ,它在电场力的作用下 ,由静止开始从正极板向负极板运动,求达负极板时的速度?分析：带电粒子不计重力，只受电

4、场力作用，由于初速度为零，所以粒子沿电场力方向做匀加速直线运动。解法一：牛顿定律+ 运动学公式可编辑-精选文档 -aFEqqUmmmdv22ad2qUvm解法二：动能定理（能量观点）带电粒子的运动过程中，静电力所做的功为：_+_+_+_+_+WqUEk1 mv2粒子到达负极板时的速率为v ,其动能可以写成 :2由动能定理有：思考：若初速度样适用？为什么？qU1 mv2v2qU2解得：mv0 不等于 0 ，上式应怎样表述？若不是匀强电场，上式是否同【例3】实验表明，炽热的金属丝可以发射电子，在炽热的金属丝和金属板间加上电压U=2500V，从炽热的金属丝发射出的电子在真空中被加速后，从金属板的小孔

5、穿出，电子穿出后的速度有多大？【课堂练习】1、下列粒子从静止状态经过电压为U 的电场加速后 ,速度最大的是（）下列粒子从静止状态经过电压为U 的电场加速后 ,速度最大的是（）A 质子 11HB氘核 12HC粒子 24 HeD 钠离子（ Na + ）2、如图所示，M 、N 是在真空中竖直放置的两块平行金属板。质量为m ，电量为 q 的带电粒子，以初速 v 0 由小孔进入电场，当M 、N 间电压为U 时，粒子刚好能到达N 板，不计带电粒子所受重力，如果要使这个带电粒子能到达M 、 N 两板间距的1/2 处返回，则下述措施能满足要求的是（）A 、使初速度减为原来的一半B、使 M 、N 间电压加倍可编辑-精选文档 -C、使 M 、 N 间电压提高到原来的4 倍D 、使初速度和M 、 N 间电压都加倍3 、如图所示的电场中有A 、 B 两点， A 、 B 的电势差UAB =100V ，一个质量为m=2.0 10 -12 kg 、电量为q=-5.0 10 -8 C 的带电粒子（不计粒子重力），以初速度v0=