重慶市開縣中學高中物理《1.9帶電粒子在電場中的運動》導學案新人教版選修3-1

1、-1 -重慶市開縣中學高二物理 1.9 帶電粒子在電場中的運動導學案（新課標人教版 3-1）【學習目標】1. 通過帶電粒子在電場中的受力情況和運動情況，能分析其運動規(guī)律2. 能分析解決帶電粒子在電場中的加速和偏轉問題；2.能夠根據(jù)力的觀點和能的觀點求解帶電粒子在電場中的運動；3. 閱讀教材和觀察示波管的實物，明白示波管的構造和基本原理 . 重點：帶電粒子在勻強電場中的運動規(guī)律難點：運用電學知識和力學知識綜合處理偏轉問題?！局R鋪墊】問 1:帶電粒子在電場中的運動可能有幾種運動形式？問 2:分析帶電粒子運動形式的思路問 3:帶電粒子在電場中要受到哪些力的作用？練一練 1: 一個電子的質量為 0.

2、91x10-30kg,電荷量 e=1.6x10-19C,當它在 E=5X104V/m 的電 場中時：受到的重力 G 為多大？受到的電場力 F 為多大？ F/G= ?你會發(fā)現(xiàn)什么？練一練 2:帶電粒子在電場中處于靜止狀態(tài)，該粒子帶正電還是負電？【模塊一】帶電粒子在電場中的加速做一做：如圖所示，在真空中有一對平行金屬板，兩板間加以電壓U。兩板間有一帶正電荷 q的帶電粒子。 它在電場力的作用下， 由靜止開始從正極板向負極板運動， 到達負板時的速度 有多大？（不考慮粒子的重力，請用兩種方法求解）o .吭如兩極板間不是勻強電場該用何種方法求解？為什么?練一練：下列粒子由靜止經(jīng)加速電壓為U 的電場加速后，

3、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【模塊二】帶電粒子在電場中的偏轉根據(jù)右圖回答：|，+ + + +-4-+1.q的受力怎樣？一 q 的受力又怎樣？（13.與學過的哪種運動形式類似？并試分析2.水平方向和豎直方向的運動性質怎樣?U-&-3 -練一練 1、質子（質量為 m 電量為 e）和二價氦離子（質量為 4m 電量為 2e）以相同的初動能垂直射入同一偏轉電場中，離開電場后，它們的偏轉角正切之比為為_ 。練一練 2、如圖，三個電子在同一地點同時沿同一直線垂直飛入偏轉電場。則由此可判斷 （ ）A、 b 和 c 同時飛離電場_ _ _ _B、 在 b 飛

4、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 的動能增量一樣大曲【模塊三】示波管原理閱讀教材，結合示波管的原理圖思考以下問題：問 1、如果在電極 XX之間和 YY之間都不加電壓，電子將打在熒光屏的什么位置？問 2、如果在電極 XX 之間不加電壓，而在 YY之間加不變電壓，使 Y 的電勢比 Y高，電 子將打在熒光屏的什么位置？若Y的電勢比 Y 高呢？問 3、如果在電極 YY之間不加電壓，但在 XX之間加不變電壓，使 X 的電勢比 X高，電 子將打在熒光屏的什么位置？若X的電勢比 X 高呢？問 4、如果在電極 YY之間加不變電壓，使

5、 Y 的電勢比 Y高，在 XX之間加不變電壓，使 X 的電勢比X高，電子將打在熒光屏的什么位置？第二課時（拓展例與練）:【拓展一】加速與偏轉一體例:離子發(fā)生器發(fā)射出一束質量為m電荷量為q的負離子，從靜止經(jīng)加速電壓Ui加速后， 沿垂直于電場線方向射入兩平行板中央，受偏轉電壓U作用后，以速度V離開電場，已知平行板長為L,兩板間距離為d,求:1 ）離子在偏轉電場中運動的時間、 加速度、速度 v 的大小;2）離子在離開偏轉電場時的沿電場方向的偏移量和偏轉角的正切值。，側移之比3.與學過的哪種運動形式類似？并試分析練一練：1.如圖所示，初速度為零的a粒子和電子在電勢差為U 的電場中加速后，垂直進入電勢差

6、為 U 的偏轉電場，在滿足電子能射出偏轉電場的條件下，正確的說法是（）A.a粒子的偏轉量大于電子的偏轉量u，B.a粒子的偏轉量小于電子的偏轉量C.a粒子的偏轉角大于電子的偏轉角|D.a粒子的偏轉角等于電子的偏轉角2.如圖，電子在電勢差為U 的加速電場中由靜止開始加速，然后射入電勢差為U2的兩塊平行極板間的電場中，入射方向跟極板平行。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B變大的是 （）A、U 變大、Ua 變大B、U 變小、U2變大C、U 變大、U2變小D、U 變小、U2變小【拓展二】帶電粒子的先加速再偏轉后勻速 例:一個電荷量為-

7、q 質量為 m 的帶電粒子，由靜止進入一個電壓為 U 的加速電場加速后， 又垂 直進入一個電壓為 U2的偏轉電場，經(jīng)偏轉電場偏轉后打在熒光屏上，整個裝置如圖示（不計粒子的重力）.求：（1）出偏轉電場時的偏移距離y;（2）出偏轉電場時的偏轉角0（3）打在熒光屏上時的偏移距離Y.練一練：如圖所示，二價氦離子和質子的混合體，經(jīng)同一加速電場加速后，垂直射入同一偏轉電場中，偏轉后，打在同一熒光屏上，則它們（）A 、側移距離相同B 、偏轉角相同C、到達屏上同一點D、到達屏上不同點【知識評價】1 電子從負極板的邊緣垂直進入勻強電場，恰好從正極板邊緣飛出，如圖所示，現(xiàn)在保 持兩極板間的電壓不變，使兩極板間的距

8、離變?yōu)樵瓉淼? 倍，電子的入射方向及位置不變,且要電子仍從正極板邊緣飛出，則電子入射的初速度大小應為原來的（21rA.B C . 2 D 2222 .下列帶電粒子經(jīng)過電壓為U 的電壓加速后，如果它們的初速度均為大的粒子是（）A.質子 B .氚核 C .氦核 D.鈉離子 Na*Ui)0,則獲得速度最-5 -3.如圖所示，一電子具有 100 eV 的動能.從 A 點垂直于電場線飛入 勻強電場中，當從 D 點飛出電場時，速度方向跟電場強度方向成1500角.則-6 -A B兩點之間的電勢差 LAB=V .4.靜止在太空中的飛行器上有一種裝置，它利用電場加速帶電粒子形成向外發(fā)射的高速 電子流，從而對飛行器產(chǎn)生反沖力，使其獲得加速度已知飛行器質量為M 發(fā)射的是 2 價氧離子.發(fā)射離子的功率恒為P,加速的電壓為 U,每個氧離子的質量為m 單位電荷的電荷量為e.不計發(fā)射氧離子后飛行器質量的變化，求：(1)射出的氧離子速度.(2)每秒鐘射出的氧離子數(shù).(離子速度遠大于飛行器的速度，分 析時可認為飛行器始終靜止不動)5.如圖所示一質量為 m 帶電荷量為+q 的小球從距地面高h 處以一定初速度水平拋出，