山東省德州市樂陵一中高中物理 3.6 帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)學(xué)案 新人教版選修31(1).doc

山東省德州市樂陵一中高中物理 3.6 帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)學(xué)案 新人教版選修3-1【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.掌握帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，并能分析解決加速和偏轉(zhuǎn)方向的問題2.知道示波管的構(gòu)造和基本原理【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律【學(xué)習(xí)難點(diǎn)】運(yùn)用電學(xué)知識(shí)和力學(xué)知識(shí)綜合處理偏轉(zhuǎn)問題【自主學(xué)習(xí)】 本節(jié)討論帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動(dòng)，且?guī)щ娏Ｗ又皇茈妶隽Φ淖饔靡?帶電粒子的加速：帶電粒子在電場中若只被加速而不改變運(yùn)動(dòng)方向，應(yīng)以 的方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場。若靜電力方向與帶電粒子運(yùn)動(dòng)方向相同，則帶電粒子做 運(yùn)動(dòng)；若相反，則做 運(yùn)動(dòng)。如圖，質(zhì)量為m,帶電量為+q的粒子從平行板電容器靠近正極板處無處速度釋放，若電容器兩極板所加電壓為u兩板間距為d，試求出帶點(diǎn)粒子到達(dá)負(fù)極板時(shí)的速度。 （本題中，若帶電粒子的初速度為v0，結(jié)果怎樣？）小結(jié)：處理帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的加速問題，通常可以采用動(dòng)能定理，由于動(dòng)能定理同樣適用于變力做功，因此它還適用于一切電場，即包括非勻強(qiáng)電場。課堂練習(xí)（一）1.粒子的質(zhì)量是質(zhì)子的4倍，電荷量是質(zhì)子的2倍，它們從靜止開始經(jīng)同一電場加速后，獲得的速度大小之比為（）a、1：2b、c、d、2：12.如圖所示，在a板附近有一電子由靜止開始向b板運(yùn)動(dòng)，則關(guān)于電子到達(dá)b板時(shí)的速率，下列解釋正確的是（ ）a、兩板間距越大，加速的時(shí)間就越長，則獲得的速度越大b、兩板間距越小，加速度就越大，則獲得的速率越大c、與兩板間的距離無關(guān)，僅與加速電壓u有關(guān)d、以上解釋都不正確二 帶電粒子的偏轉(zhuǎn)不考慮帶電粒子的重力，粒子以速度v0垂直于電場方向飛入兩帶電平行板產(chǎn)生的勻強(qiáng)電場時(shí)，受到恒定的與初速度方向成_角的電場力作用而做_運(yùn)動(dòng)。沿初速度方向做_運(yùn)動(dòng)；沿電場力方向做_運(yùn)動(dòng)。如右圖所示，設(shè)電荷帶電荷量為q，平行板長為l，兩板間距為d，電勢差為u，初速為v0試求：（1）帶電粒子在電場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)問t。（2）粒子運(yùn)動(dòng)的加速度。（3）粒子受力情況分析。（4）粒子在射出電場時(shí)豎直方向上的偏轉(zhuǎn)距離。（5）粒子在離開電場時(shí)豎直方向的分速度。（6）粒子在離開電場時(shí)的速度大小。（7）粒子在離開電場時(shí)的偏轉(zhuǎn)角度。拓展：若帶電粒子的初速v0是在電場的電勢差u1下加速而來的（從零開始），那么上面的結(jié)果又如何呢?課堂練習(xí)（二）1.在電場中，電子在只受電場力的作用大，可能做 （ ）a、勻速直線運(yùn)動(dòng) b、勻變速直線c、勻變速曲線運(yùn)動(dòng) d、勻速圓周運(yùn)動(dòng)2.電子、質(zhì)子、粒子由靜止?fàn)顟B(tài)經(jīng)相同電壓加速后，垂直電場線進(jìn)入同一勻強(qiáng)電場中，則： （ ）a最后離開電場時(shí)，粒子偏角最大 b最后離開電場時(shí)，質(zhì)子的動(dòng)能最大c最后離開電場時(shí)，質(zhì)子的速率最大 d電子通過勻強(qiáng)電場的時(shí)間最短三示波管的原理鞏固訓(xùn)練：1一帶電粒子在電場中只受電場力作用時(shí)，它不可能出現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是 ( )a勻速直線運(yùn)動(dòng) b勻加速直線運(yùn)動(dòng) c勻變速曲線運(yùn)動(dòng) d勻速圓周運(yùn)動(dòng)2如圖所示是一個(gè)說明示波器工作原理的示意圖 電子經(jīng)電壓u1加速后以速度vo垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場，離開偏轉(zhuǎn)電 場時(shí)的偏轉(zhuǎn)量是h，兩平行板間距離為d，電勢差是u2，板長是 l，為提高示波管的靈敏度（每單位電壓引起的偏轉(zhuǎn)量）可采 用以下哪些方法 （ ） a增大兩板間電勢差ul b盡可能使板長l短一些 c盡可能使板距d短一些 d使加速電壓u1升高一些3.一束正離子以相同的速率從同一位置垂直于電場方向飛入勻強(qiáng)電場中，所有粒子的軌跡都是一樣的，這說明所有離子（ ）a.都具有相同的質(zhì)量 b. 都具有相同的電量c.都具有相同的比荷 d.都屬于同一種元素的同位素4.右圖所示為真空示波管的示意圖，電子從燈絲k發(fā)出（初速度不計(jì)），經(jīng)燈絲與a板間的加速電壓u1加速，從a板中心孔沿中心線ko射出，然后進(jìn)入由兩塊平行金屬板m、n形成的偏轉(zhuǎn)電場中（偏轉(zhuǎn)電場可視為勻強(qiáng)電場），電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的速度與電場方向垂直，電子經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場兵器打在熒光屏上的p點(diǎn)，已知m、n兩板間的電壓為u2，兩板間的距離