浙江省嘉興市秀州中學高中物理 帶電粒子在電場中的運動導學案（無答案）新人教版選修31.doc

浙江省嘉興市秀州中學高中物理 帶電粒子在電場中的運動導學案（無答案）新人教版選修3-1【學習目標】1掌握帶電粒子在電場中加速和偏轉所遵循的規(guī)律。2知道示波管的主要構造和工作原理。【學習重點】帶電粒子在勻強電場中的運動規(guī)律?！緦W習難點】運用電學知識、動力學的觀點和功能關系綜合處理帶電粒子在電場中的加速和偏轉問題。【問題導學】帶電粒子在電場中運動的兩種最簡單的情況是加速和偏轉. 目標一：電場中的帶電粒子分類電場中的帶電粒子一般可分為兩類：1帶電的基本粒子：如電子，質子，粒子，正負離子等。這些粒子所受重力和電場力相比在小得多，除非有說明或明確的暗示以外，一般都不考慮重力。（但并不能忽略質量）2帶電微粒：如帶電小球、液滴(水滴、油滴)、塵埃等。除非有說明或明確的暗示以外，一般都考慮重力。3某些帶電體是否考慮重力，要根據(jù)題目暗示或運動狀態(tài)來判定目標二:帶電粒子在電場中的加速1.要使帶電粒子在電場中只被加速而不改變運動方向該怎么辦? 2如圖所示，從平行金屬板的正極板沿電場方向以v0打入一正電荷，設電荷所帶的電量為q,板間場強為e,電勢差為u,板距為d,推導電荷到達負極板的速度為v的表達式。（如果v00，結果如何？）運用運動學知識求解運用能量知識求解3如兩極板間不是勻強電場的求解方法.由于電場力做功與場強是否勻強無關，與運動路徑也無關，所以在處理電場對帶電粒子的加速問題時，一般都是利用動能定理進行處理。例1：如圖所示，在p板附近有一電子由靜止開始向q板運動，則關于電子在兩板間的運動情況，下列敘述正確的是：( )a.兩板間距越大，加速的時間越長b.兩板間距離越小，加速度就越大，則電子到達q板時的速度就越大c.電子到達q板時的速度與板間距離無關，僅與加速電壓有關d.電子的加速度和末速度都與板間距離無關目標三：帶電粒子在電場中的偏轉1一個帶電粒子以初速度v0垂直于電場線方向進入勻強電場請結合粒子的受力特點，分析它的運動特點。2粒子的運動特點和我們學過的哪種運動比較相似，請結合這種運動來分析粒子的運動規(guī)律。粒子離開電場時的速度：粒子離開電場時的偏轉量（偏轉位移）：粒子離開電場時的偏轉角：3帶電粒子在電場中偏轉的兩個重要結論粒子垂直進入電場偏轉射出后，速度的反向延長線與初速度延長線的交點為粒子水平位移中點。（粒子好像是從中點直線射出?。┝Ｗ哟怪憋w入電場偏轉射出時，速度偏轉角正切值（tan）等于位移偏轉角正切值（tan）的兩倍（tan2tan）。例2：三個電子在同一地點沿同一直線垂直飛入偏轉電場，如圖,由此可判斷（ ） a、b和c同時飛離電場 b、在b飛離電場的瞬間，a剛好打在下極板上 c、進入電場時，c速度最大，a速度最小 d、c的動能增量最小，a和b的動能增量一樣大 目標四：示波管的原理1加速和偏轉一體計算y，tan討論：不同帶電粒子從靜止進入同一電場加速后再垂直進入同一偏轉電場，射出時的偏轉角度和位移偏轉量y是否相同？2（1）示波器：用來觀察電信號隨時間變化的電子儀器。其核心部分是示波管（2）示波管的構造：由電子槍、偏轉電極和熒光屏組成（如圖）。（3）原理：利用了帶電粒子在電場中偏轉的規(guī)律，靈敏、直觀地顯示出電信號隨時間變化的圖線?；A題（一看就懂，一做就會）1.下列粒子由靜止經(jīng)加速電壓為u的電場加速后，哪種粒子動能最大 （ ） 哪種粒子速度最大 （ ）a、質子 b、電子 c、氘核 d、氦核2.如圖所示，m、n是在真空中豎直放置的兩塊平行金屬板，質量為m、電量為+q的質子，以極小的初速度由小孔進入電場，當m、n間電壓為u時，粒子到達n板的速度為v，如果要使這個帶電粒子到達n板的速度為2v ，則下述方法能滿足要求的是 （ ） a、使m、n間電壓增加為2u b、使m、n間電壓增加為4u c、使m、n間電壓不變，距離減半 d、使m、n間電壓不變，距離加倍 3.質量為m、帶電量為q的粒子以初速度v從中線垂直進入偏轉電場，剛好離開電場，它在離開電場后偏轉角正切為0.5，則下列說法中正確的是 a、如果偏轉電場的電壓為原來的一半，則粒子離開電場后的偏轉角正切為0.25 b、如果帶電粒子的比荷為原來的一半，則粒子離開電場后的偏轉角正切為0.25 c、如果帶電粒子的初速度為原來的2倍，則粒子離開電場后的偏轉角正切為0.25 d、如果帶電粒子的初動能為原來的2倍，則粒子離開電場后的偏轉角正切為0.254.如圖所示，水平平行金屬板a、b間距為d，帶電質點質量為m，電荷量為q，當質點以速率v從兩極板中央處于水平飛入兩極間，兩極不加電壓時，恰好從下板邊緣飛出，若給a、b兩極加一電壓u，則恰好從上板邊緣飛出，那么所加電壓是多少？5.如圖所示，電子的電荷量為e，質量為m，以v0的速度沿與場強垂直的方向從a點飛入勻強電場，并從另一側b點沿與場強方向成150角飛出。則a、b兩點間的電勢差是多少？6. 一束電子流經(jīng)u=5000v的電壓加速后，在距兩極板等間距處垂直進入平行板間的勻強電場中，若兩板間距d=1.0cm，板長l=5.0cm，那么，要使電子能從平行板間飛出，兩個板之間的電壓最多能加多少？達標題（跳起來，摘下豐收果）7.在平行板電容器a、b兩板上加上如圖所示的交變電壓，開始b板的電勢比a板高這時兩板中間原來靜止的電子在電場作用下開始運動，設電子在運動中不與極板發(fā)生碰撞，則下列說法正確的是(不計電子重力) ()a電子一直向a板運動 b電子一直向b板運動c電子先向a板運動，然后向b板運動，再返向a板做周期性來回運動d電子先向b板運動，然后向a板運動，再返回b板做周期性來回運動8.如圖所示，電子在電勢差為u1的加速電場中由靜止開始運動，然后射入電勢差為u2的兩塊平行極板間的電場中，射入方向跟極板平行，整個裝置處在真空中，重力可忽略，在滿足電子能射出平行板區(qū)的條件下，下述四種情況中，一定能使電子的偏轉角變大的是（ ）au1變大、u2變大 bu1變小、u2變大cu1變大、u2變小 du1變小、u2變小9.長為l的平行金屬板電容器，兩板間形成勻強電場，一個帶電荷量為q，質量為m的帶電粒子，以初速度v0緊貼上極板沿垂直于電場線方向射入勻強電場中，剛好從下極板邊緣射出，且射出時速度方向恰好與下板成30角，如圖所示，求勻強電場的場強大小和兩極板間的距離10.如圖是一個說明示波管工作的部分原理圖，電子經(jīng)過加速后以速度v0垂直進入偏轉電場，離開偏轉電場時偏移量為h，兩平行板間距為d，電壓為u，板長為l，每單位電壓引起的偏移量（h/u）叫做示波管的靈敏度，為了提高靈敏度，可采用的辦法是（ ） a.增加兩極板間的電勢差u b.盡可能縮短板長l c.盡可能減小板間距d d.使電子的入射速度v0大些 拓展題（勇往