(人教版)物理选修【3-1】《带电粒子在电场中的运动》学案

1、带电粒子在电场中的运动学案课前预习学案一、预习目标1、理解带电粒子在电场中的运动规律，并能分析解决加速和偏转方向的问题.2、知道示波管的构造和基本原理.二、预习内容1、带电粒子在电场中加速，应用动能定理，即 所以v =、”02 2qU/m2、(1)带电粒子在匀强电场中偏转问题的分析处理方法，类似于平抛运动的分析处理，应用运动的合成和分解的知识。离开电场运动时间 。离开电场时的偏转量。离开电场时速度的大小。以及离开电场时的偏转角 。(2)若电荷先经电场加速然后进入偏转电场，则 y=tan = (Ui为加速电压，U2为偏转电压)3、处理带电粒子在匀强电场中运动问题的方法(1)等效法:(2)分解法：

2、带电微粒在匀强电场中偏转这种较复杂的曲线运动，可分解成沿初速方向的 和沿电场力方向的 来分析、处三、提出疑惑同学们，通过你的自主学习，你还有哪些疑惑，请把它填在下面的表格中疑惑点疑惑内容课内探究学案一学习目标通过带电粒子在电场中加速、偏转过程分析，培养学生的分析、推理能力二学习过程1引导学生复习回顾相关知识(1)牛顿第二定律的内容是 ?(2)动能定理的表达式是 ?(3)平抛运动的相关知识:12.2、带电粒子的加速提出问题要使带电粒子在电场中只被加速而不改变运动方向该怎么办？学生探究活动：结合相关知识提出设计方案并互相讨论其可行性。学生介绍自己的设计方案。师生互动归纳:万案12: 2qUm可求得

3、当带电粒子从静止开始被加速时获得的速度为:vt= t ._ qU .2 : d =md深入探究:(1)结合牛顿第二定律及动能定理中做功条件( W=FscosEHS力 W=Uq任何 电场)讨论各方法的实用性。(2)若初速度为V0 (不等于零)，推导最终的速度表达式。学生活动：思考讨论，列式推导3、带电粒子的偏转教师投影：如图所示，电子以初速度V0垂直于电场线射入匀强电场中.问题讨论：0(1)分析带电粒子的受力情况。(2)你认为这种情况同哪种运动类似，这种运动的研究方法是什么 ？*(3)你能类比得到带电粒子在电场中运动的研究方法吗 ？学生活动：讨论并回答上述问题：深入探究：如右图所示，设电荷带电荷

4、量为 q,平行板长为L,两板间距为d,电势差为U,初速为V0 .试求：(1)带电粒子在电场中运动的时间tL(2)粒子运动的加速度。(3)粒子受力情况分析。(4)粒子在射出电场时竖直方向上的偏转距离。(5)粒子在离开电场时竖直方向的分速度。(6)粒子在离开电场时的速度大小。(7)粒子在离开电场时的偏转角度 仇拓展：若带电粒子的初速V0是在电场的电势差Ui下加速而来的(从零开始)，那么上面的结果又如何呢？(y, 9)学生活动：结合所学知识，自主分析推导。a + UL karctan -2Uid与q、m无关。3、示波管的原理出示示波器，教师演示操作光屏上的亮斑及变化。扫描及变化。竖直方向的偏移并调节

5、使之变化。机内提供的正弦电压观察及变化的观察。学生活动：观察示波器的现象。三、反思总结12 四、当堂检测1、如图所示，水平安放的 A、B两平行板相距h,上板A ，'一斗V F人h带正电，现有质量 m,带电量为+q的小球，在B板下方距 屋三日©-J-离H处，以初速V0竖直向上从B板小孔进入板间电场，欲使小球刚好能到A板，则A、B问电势差Uab=。2、质子1H和支粒子4He在匀强电场中由静止开始加速，通过相同位移时，它们的动能比为,所用时间比为 。3、一个电子以3.2 Xl06m/s的初速度沿电场线方向射入匀强电场，在电场中飞行了 9.1 X10-7s后开始返回，则匀强电场的场强

6、大小为 ,电子在匀强电场中从进入到返回原处所通过的路程为。课后练习与提高1、口粒子和质子以相同速度垂直于电场线进入两平行板间匀强电场中，设都能飞出电场，则它们离开匀强电场时，侧向位移之比 yu :yH =,动能口L-增量之比 AEks &Ekh = 。l"j1-IB2、如图所示，水平平行金属板 A、B间距为d,带电质点质量为m,电荷量为q,当质点以速率v从两极板中央处于水平飞入两极间，两极不加电压时，恰好从下板边缘飞出，若给 A、B两极加一电压U,则恰好从上板边缘飞出，那么所加电压U=o3、如图所示，电子的电荷量为e,质量为m,以V0的速度沿与&佳场强垂直的方向从A点

7、飞入匀强电场，并从另一侧 B点沿与场| |A强方向成150 °角飞出。则A、B两点间的电势差为。参考答案课前预习学案2、(1) u， , =©均22次v：W'KFVV 小tan r = = r： mvd/c、1/r上U、L(2) i =：3(1)带电粒子在匀强电场中运动，若不能忽略重力时，可把电场和重力看 作等效重力，这样处理起来更容易理解，显得方便简捷.(2)匀速直线运动课内探究学案1 (1) a=F合/m (注意是F合)2 2) W合=/Ek= Ek2 - Eki (注意是合力做的功)(3)平抛运动的相关知识，水平方向以=0 弘=%1=为±竖直方向&#

8、171; 8 % =成y= j-2v速度偏转由面="=庭位移偏转了/工=鼻"的口白= 2t3 口手2方案1: vo=0 ,仅受电场力就会做加速运动，可达到目的方案2: vo耳，仅受电场力，电场力的方向应同 vo同向才能达到加速的目的。3解：由于带电粒子在电场中运动受力仅有电场力(与初速度垂直且恒定)，不考L t=.VoEqa= 一 = qU/md虑重力，故带电粒子做类平抛运动。粒子在电场中的运动时间加速度竖直方向的偏转距离：1 21 Uq Lx2 qL2 一y= at =() =2U.2 2 md v0 2mv0d粒子离开电场时竖直方向的速度为vi=at二也上md vo速度为：v= V12 - v2 =.(UqL)2- v2md v0粒子离开电场时的偏转角度8为：tan 8=上= qL U = 日=arctanqLU .v0 mv0dmv0d三反思总结1 .带电粒子的加速 功能关系分析：粒子只受电场力作用，动能变化量等于电势 能的变化量.1 1 o 1qU =2mv (初速度为苓)；qU=2mv -2mv0此式适用于一切电场.2 .带电粒子的偏转运动的