帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)

1、帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)齊賢中學(xué) 潘紅梅教學(xué)目的：1、會(huì)運(yùn)用運(yùn)動(dòng)的合成和分解的方法。2、會(huì)用平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律解決帶電粒子在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的規(guī)律。3、會(huì)用帶電粒子在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的規(guī)律、解決實(shí)際問(wèn)題。4、培養(yǎng)學(xué)生類比能力及團(tuán)結(jié)協(xié)作精神。教學(xué)方法：演示、類比法、討論。教學(xué)器材：移動(dòng)投影、手提電腦、示波器。教學(xué)過(guò)程：引出：演示1：示波器演示課本彩圖7，屏中央O處出現(xiàn)一亮點(diǎn)。演示2：示波器演示課本彩圖2，屏中央下方出現(xiàn)一亮點(diǎn)。提問(wèn)：類似的運(yùn)動(dòng)情況我們研究過(guò)嗎？回顧：研究平拋運(yùn)動(dòng)演示3flash：平拋運(yùn)動(dòng)（用講臺(tái)邊沿水平方法打出小球成滾出粉筆代替也可）總結(jié)：平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)：1、 據(jù)受力分析得出平拋運(yùn)動(dòng)，是水平方向的

2、勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)的合成，是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。原點(diǎn) 拋出點(diǎn)X V0方向 水平位移 無(wú)力 牛一Y 受重力方向 豎直位移 有力G 牛二2、 研究過(guò)程：（1）建立坐標(biāo)系 （2）對(duì)應(yīng)物理量VX=V0 X=V0t V=VY=gt Y=1/2gt2 tg=VX/VY（ 為V與V0夾角）（3）軌跡研究：演示4flash：改變Vo現(xiàn)象：同是平拋運(yùn)動(dòng)，偏轉(zhuǎn)度不同，即軌跡不同。提問(wèn)：為何會(huì)軌跡不同？討論研究：分組得出結(jié)論；提問(wèn)：如同在VO相同的情況下，我把平拋運(yùn)動(dòng)搬到月球上運(yùn)動(dòng)情況又如何？指出原因。新課：回頭看一下類似平拋運(yùn)動(dòng)的帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)規(guī)律（以電子為例）給一豎直勻強(qiáng)電場(chǎng)，e以水平Vo

3、射入電場(chǎng)。學(xué)生自主研究帶電粒子垂直射入勻強(qiáng)電場(chǎng)的規(guī)律：帶電粒子垂直射入勻強(qiáng)電場(chǎng)的規(guī)律：1、運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：2、研究過(guò)程： 建立坐標(biāo)系 原點(diǎn)X軸Y軸物理量公式：X= VX=Y= VY=V= =給出數(shù)據(jù)，加壓U、d、m、L，代入公式，即為研究電子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)公式。F電= a= Y= V=VY= X=偏轉(zhuǎn)程度（角研究）例1：現(xiàn)有粒子、質(zhì)子、中子從帶電平行金屬板的P點(diǎn)以相同的速率沿垂直于電場(chǎng)方向射入電場(chǎng)，它們分別落在極板的A、B、C三點(diǎn)上，請(qǐng)大致畫出三者的運(yùn)動(dòng)軌跡。綜合整個(gè)射線管中電子射線（陰極射線）的整個(gè)過(guò)程，加速偏轉(zhuǎn)勻速。例2：如圖所示，從熱金屬絲射出的電子流，經(jīng)電場(chǎng)加速后進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，已知加速電

4、極間的電壓是2500伏，偏轉(zhuǎn)電極間的電壓是2伏，金屬板長(zhǎng)6厘米，相距0.2厘米，電子質(zhì)量是9.1×10-31千克，電子電量是1.6×10-19庫(kù)，求：（1） 偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)；（2） 電子離開加速電場(chǎng)時(shí)的速度；（3） 電子飛越偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的時(shí)間；（4） 電子離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)豎直方向的位移；例3：噴墨打印機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖所示，其中墨盒可以發(fā)出墨汁微滴，其半徑約為10-5m，此微滴經(jīng)過(guò)帶電室時(shí)被帶上負(fù)電，帶電的多少由計(jì)算機(jī)按字體筆畫高低位置輸入信號(hào)加以控制。帶電后的微滴以一定的初速度進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，帶電微滴經(jīng)過(guò)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)發(fā)生偏轉(zhuǎn)后打到紙上，顯示出字體。無(wú)信號(hào)輸入時(shí)，墨汁微滴不帶電，徑直通過(guò)

5、偏轉(zhuǎn)板而注入回流槽流回墨盒。設(shè)偏轉(zhuǎn)板板長(zhǎng)為1.6cm，兩板間的距離為0.50 cm，偏轉(zhuǎn)板的右端距紙3.2 cm。若一個(gè)墨汁微滴的質(zhì)量為1.6×10-10kg,以20m/s的初速度垂直于電場(chǎng)方向進(jìn)入 偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，兩偏轉(zhuǎn)板間的電壓是8.0×103V，若墨汁微滴打到紙上的點(diǎn)距原射入方向的距離是2.0mm，求這個(gè)墨汁微滴通過(guò)帶電室的電量。不計(jì)空氣阻力和重力，可以認(rèn)為偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)只局限在平行板電容器內(nèi)部，忽略邊緣電場(chǎng)的不均勻性。為了使紙上的字體放大10%，請(qǐng)你分析提出一個(gè)可行的方法。綜合：本節(jié)課小結(jié)，電子顯像管的應(yīng)用（電視機(jī)、示波器、監(jiān)控裝置等與我們生活息息相關(guān)）設(shè)計(jì)思想：本節(jié)課是高三新

6、授加復(fù)習(xí)課，故對(duì)學(xué)生分析、類比、推理、想象的能力要求較高。力學(xué)是學(xué)生學(xué)習(xí)困難較多的內(nèi)容，雖然經(jīng)過(guò)復(fù)習(xí)問(wèn)題仍不少，本節(jié)想通過(guò)在復(fù)習(xí)帶電粒子在電場(chǎng)的偏轉(zhuǎn)的同時(shí)，進(jìn)一步鞏固運(yùn)動(dòng)的合成和分解的方法及進(jìn)一步理解和掌握平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。學(xué)生物理方法的學(xué)習(xí)，是要有反復(fù)和不斷運(yùn)用的過(guò)程才能較好的掌握，本節(jié)想就這主題作一個(gè)嘗試。例1：現(xiàn)有粒子、質(zhì)子、中子從帶電平行金屬板的P點(diǎn)以相同的速率沿垂直于電場(chǎng)方向射入電場(chǎng)，它們分別落在極板的A、B、C三點(diǎn)上，請(qǐng)大致畫出三者的運(yùn)動(dòng)軌跡。例2：如圖所示，從熱金屬絲射出的電子流，經(jīng)電場(chǎng)加速后進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，已知加速電極間的電壓是2500伏，偏轉(zhuǎn)電極間的電壓是2伏，金屬板長(zhǎng)6厘米，相

7、距0.2厘米，電子質(zhì)量是9.1×10-31千克，電子電量是1.6×10-19庫(kù)，求：（1） 轉(zhuǎn)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)；（2）電子離開加速電場(chǎng)時(shí)的速度；（3）電子飛越偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的時(shí)間；（4）電子離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)豎直方向的位移；例3：噴墨打印機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖所示，其中墨盒可以發(fā)出墨汁微滴，其半徑約為10-5m，此微滴經(jīng)過(guò)帶電室時(shí)被帶上負(fù)電，帶電的多少由計(jì)算機(jī)按字體筆畫高低位置輸入信號(hào)加以控制。帶電后的微滴以一定的初速度進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，帶電微滴經(jīng)過(guò)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)發(fā)生偏轉(zhuǎn)后打到紙上，顯示出字體。無(wú)信號(hào)輸入時(shí)，墨汁微滴不帶電，徑直通過(guò)偏轉(zhuǎn)板而注入回流槽流回墨盒。設(shè)偏轉(zhuǎn)板板長(zhǎng)為1.6cm，兩板間的距離為0.50 cm，偏轉(zhuǎn)板的右端距紙3.2 cm。若一個(gè)墨汁微滴的質(zhì)量為1.6×10-10kg,以20m/s的初速度垂直于電場(chǎng)方向進(jìn)入 偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，兩偏轉(zhuǎn)板間的電壓是8.0×103V，若墨汁微滴打到紙上的點(diǎn)距