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1.9带电粒子在电场中的运动-学案-

上传时间: 2014-08-23

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第九节带电粒子在电场中的运动

（预习案）

【学习目标】

1．了解带电粒子在电场中的运动——只受电场力，带电粒子做匀变速运动。

2．重点掌握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)。

3．知道示波管的主要构造和工作原理。

4．培养综合分析问题的能力，体会物理知识的实际应用。

【温故求新】

动能定理 1、内容

2、公式

平抛运动 1、研究方法

2、运动规律

电场力做功 1、匀强电场

2、任何电场

【预习自检】

1、如图所示，B板电势为U，质量为m的带电粒子（重量不计）以初速v0水平射入电场．若粒子带－q电量，则粒子到达B板时速度大小为______．

2、如图，两质子分别以速度 v 和 2v 垂直场强方向射入同一匀强电场中，则两质子

⑴ 在电场中运动时间之比为_______

⑵ 离开电场时沿场强方向偏移的距离之比为________

（探究案）

探究1．带电粒子在电场中的加速

[问题情境1]

如右图所示，在加上电压并处于真空的金属板附近有一带正电粒子，

带电粒子在电场中受哪些力作用？重力可以忽略吗？

2.如果上述粒子初速度为零,在电场力作用下向哪里运动？做什么运动？

3.如两板间电势差为U，板间距为d，你能求得q到达负极板时的速度v吗？有几种方法可求?

[思考与讨论]

1.上述问题中，两块金属板是平行的，两板间的电场是匀强电场。如果两极板是其他形状，中间的电场不再均匀，上述两种方法是否仍然使用？为什么？

2.若粒子以初速度V0沿垂直场强方向进入电场，不计重力作用，

它的受力有什么特点？运动情况如何？

探究2．带电粒子在电场中的偏转

[问题情境2]

1.这种运动规律与力学中的那种运动相似？这种运动的研究方法是什么?

2．你能类比得到带电粒子在电场中运动的研究方法吗?

如右图所示，在真空中放置一对金属板Y和Y/ ,把两板

接到电源上，于是两板间出现了电场。现有一个带电粒子

射入电场，求出它射出电场时在竖直方向偏移原来运动方

向的距离y及偏转角度φ.

【例题】

一束电子流在经U＝5 000 V的加速电场加速后，在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场，如图4所示．若两板间距d＝1.0 cm，板长l＝5.0 cm，那么，要使电子能从平行板间飞出，两个极板上最多能加多大电压？

【变式训练】

试证明：粒子从偏转电场射出时，其速度v的反向延长线过水平位移的中点．

探究3.示波管的原理

[问题情境]

1．示波管主要由哪几部分构成？

2．电子枪和偏转电极分别利用了本节哪一部分的知识？

3．分组讨论课本P36“思考与讨论”部分的问题．

【课堂检测】

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( )

A．质子(H) B．氘核(H)

C．α粒子(He) D．钠离子(Na＋)

2．有一束正离子，以相同速率从同一位置进入带电平行板电容器的匀强电场中，所有离子的运动轨迹一样，说明所有离子( )

A．具有相同的质量 B．具有相同的电荷量

C．具有相同的比荷 D．属于同一元素的同位素

3. 如图所示，两平行金属板相距为d，电势差为U，一电子质量为m，电荷量为e，从O点沿垂直于极板的方向射出，最远到达A点，然后返回，如图所示，

＝h，此电子具有的初动能是( )

A. B．edUh

C. D.

4、如图所示，带负电的小球静止在水平放置的平行板电容器两板间，距下板0.8 cm，两板间的电势差为300 V。如果两板间电势差减小到60 V，则带电小球运动到极板上需多长时间?

【感受高考】

带负电的粒子在某电场中仅受电场力作用，能分别完成以下两种运动：

（1）在电场线上运动，(2)在等势面上做匀速圆周运动，该电场可能由（）

A、一个带正电荷的点电荷形成

B、一个带负电荷的点电荷形成

C、两个分立的带等量负电荷的点电荷形成

D、一个带负电的点电荷与带正电荷的无限大平板形成

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