7.3帶電粒子在電場中的運(yùn)動--公開課導(dǎo)學(xué)案

1、一輪復(fù)習(xí)-高三物理導(dǎo)學(xué)案§ 7.3考點(diǎn)2帶電粒子在電場中的運(yùn)動【考點(diǎn)聚焦】1、（1）考綱要求：帶電粒子在電場中的加速和偏轉(zhuǎn)第3頁（共4頁）（2）考試說明對本部分知識的考查層次：II理解、綜合、應(yīng)用【重點(diǎn)和難點(diǎn)】：帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)U=5v,求 B（但不能忽a = 37【教學(xué)過程】問題1. 一電荷q= 3 X 1010 C,從A點(diǎn)由靜止釋放加速到 B點(diǎn)（不計(jì)重力），AB間電壓點(diǎn)速度v ?拓展1.A點(diǎn)速度V0 = 1 m/s呢?拓展2.A點(diǎn)速度V0= 1 m/s且從A到B有其它力做功 W其它=3 X 10 J呢?一、帶電粒子在電場中的加速問題1. 基本方法是：（1）采用動力學(xué)觀點(diǎn)：牛

2、頓第二定律和運(yùn)動學(xué)公式（2）用功能觀點(diǎn)分析:2. 對帶電粒子進(jìn)行受力分析時(shí)應(yīng)注意的問題：是否考慮重力要依據(jù)情況而定.基本粒子：如電子、質(zhì)子、a粒子、離子等除有說明或明確的暗示外，一般重力略質(zhì)量）.帶電顆粒：如液滴、油滴、塵埃、小球等，除有說明或明確暗示外，一般都重力.強(qiáng)化： 如圖所示，板長 L= 4 cm的平行板電容器，板間距離d= 3 cm,板與水平線夾角兩板所加電壓為 U= 100 V .有一帶負(fù)電液滴，帶電荷量為q= 3X 10一10邊緣水平進(jìn)入電場，在電場中仍沿水平方向并恰好從B板邊緣水平飛出.2 m/s，求：液滴飛出時(shí)的速度大小.冋題2. 一帶正電粒子q以Vo的速度平行極板從一側(cè)射入

3、另一側(cè)射出， 極板間電壓為 U粒子做什么運(yùn)動？（不計(jì)重力。）若板長為L,板間距離為d，求在板間運(yùn)動時(shí)間t ?求離開電場時(shí)的側(cè)移量: 求離開電場時(shí)的偏轉(zhuǎn)角：（處理方法？）二、帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)問題1研究情況：帶電粒子(不計(jì)重力)垂直于電場方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場.2. 運(yùn)動形式:3. 處理方法:沿初速度方向做.運(yùn)動；沿電場方向做初速度為零的運(yùn)動4運(yùn)動規(guī)律：加速度：a=運(yùn)動時(shí)間(能飛出平行板電容器)：t=離開電場時(shí)的側(cè)移量:I離開電場時(shí)的偏轉(zhuǎn)角:拓展：若帶電粒子q先經(jīng)加速電場 Uo加速后平行極板射入另 電場，此電場極板間電壓為 U,射出時(shí)的偏轉(zhuǎn)角度和側(cè)移量又怎樣呢？5.兩個結(jié)論(1)不同的帶電粒子從靜

4、止開始經(jīng)過同一電場加速后再從同一偏轉(zhuǎn)電場射出時(shí)的偏轉(zhuǎn)角度和側(cè)移量總是 相同的.O為粒子水平位移的中點(diǎn)，即0到(2)粒子經(jīng)電場偏轉(zhuǎn)后，末速度的反向延長線與初速度延長線的交點(diǎn) 電場邊緣的距離為2.課堂練習(xí)：1 帶電粒子偏轉(zhuǎn)的分析如圖所示為某粒子分析器的簡化結(jié)構(gòu).金屬板P、Q相互平行，兩板通過直流電源、 開關(guān)相連，其中Q板接地.一束帶電粒子， 從a處以一定的初速度平行于金屬板P、Q射入兩板之間的真空區(qū)域，經(jīng)偏轉(zhuǎn)后打在Q板上如圖所示的位置在其他條件不變的情況下，要使該粒子束 能從Q板上b孔射出(不計(jì)粒子重力和粒子間的相互影響 )，下列操作中可能實(shí)現(xiàn)的是 A 保持開關(guān)S閉合，適當(dāng)上移 P極板B 保持開關(guān)

5、S閉合，適當(dāng)左移 P極板 C.先斷開開關(guān) S,再適當(dāng)上移 P極板D.先斷開開關(guān) S,再適當(dāng)左移P極板%2.帶電粒子偏轉(zhuǎn)的分析如圖，帶電平行板長為 L,極板間距離為d，一電子 (質(zhì)量為m,電荷量為e)從兩板中央以V0垂直電場方向射入，飛出電場時(shí)側(cè)位移為d/4,不計(jì)重力，求：(1) 電子在電場中運(yùn)動的時(shí)間及此時(shí)所加的偏轉(zhuǎn)電壓；(2) 進(jìn)入電場的初速度和位置都不變，若使電子不能射出電場，偏轉(zhuǎn)電壓應(yīng)滿足的條件。(3) 進(jìn)入電場的初速度和位置都不變，若使電子能射出電場，偏轉(zhuǎn)電壓應(yīng)滿足的條件。練習(xí)：1.加速、偏轉(zhuǎn)的綜合（2017杭州模擬）如圖所示為示波器工 作原理的示意圖，已知兩平行板間的距離為 d、板長

6、為I,電子經(jīng)電壓為Ui的電場加速后從兩平行板間的中央處垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場, 設(shè)電子質(zhì)量為me、電荷量為e.U2應(yīng)是多少？電子動能多大?（1）求經(jīng)電場加速后電子速度v的大小;（2）要使電子離開偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的偏轉(zhuǎn)角度最大，兩平行板間的電壓2.如圖所示，有三個質(zhì)量相等，分別帶正電、帶負(fù)電和不帶電的小球，從平行板電場的中點(diǎn)以相同的初速度垂直于電場方向進(jìn)入電場，它們分別落在A、B、C三點(diǎn)，可以判斷A .落在A點(diǎn)的小球帶正電，落在B點(diǎn)的小球不帶電B .三個小球在電場中運(yùn)動的時(shí)間相等C.三個小球到達(dá)極板時(shí)的動能關(guān)系為EkA>EkB>EkCD .三個小球在電場中運(yùn)動時(shí)的加速度關(guān)系為aA>aB&g

7、t;ac3. 如圖所示，質(zhì)子（H）和a粒子（He）以相同的初動能垂直射入偏轉(zhuǎn)電場 （粒子不計(jì)重力），則這兩個粒子射出電場時(shí)的偏轉(zhuǎn)位移y之比為（）A. 1 : 1 B. 1 : 2C. 2 : 1 D . 1 : 4乙圖為該裝置中加速與偏轉(zhuǎn)電場的等效模4. 如圖所示，甲圖是用來使帶正電的離子加速和偏轉(zhuǎn)的裝置.擬以y軸為界，左側(cè)為沿x軸正向的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)為E.右側(cè)為沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場.已知OA丄AB ,OA = AB ,且OB間的電勢差為 U0.若在x軸的C點(diǎn)無初速度地釋放一個電荷量為q、質(zhì)量為m的正離子（不計(jì)重力），且正離子剛好通過 B點(diǎn).求: （1）C、0間的距離d;（2）粒子通過B點(diǎn)的

8、速度大小.一輪復(fù)習(xí)-高三物理導(dǎo)學(xué)案5. （2016年北京理綜23）如圖所示，電子由靜止開始經(jīng)加速電場加速后，沿平行于板面的方向射入偏轉(zhuǎn)電場，并從另一側(cè)射出。已知電子質(zhì)量為m,電荷量為e,加速電場電壓為 Uo。偏轉(zhuǎn)電場可看做勻強(qiáng)電場，極板間電壓為U,極板長度為L,板間距為do（1）忽略電子所受重力，求電子射入偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的初速度V0和從電場射出時(shí)沿垂直板面方向的偏轉(zhuǎn)距離Ay;（2）分析物理量的數(shù)量級，是解決物理問題的常用方法。析說明其原因。已知 U=2.0 XI02 V,d=4.0 X0-2m,m=9.1在解決問時(shí)忽略了電子所受重力，請利用下列數(shù)據(jù)分X0-31 kg,e=1.6 X0-19 C,g

9、=10 m/s2。第5頁（共4頁），請寫出電勢0的定義式。類比電勢的極板間既有靜電場也有重力場。電勢反映了靜電場各點(diǎn)的能的性質(zhì)定義方法，在重力場中建立 重力勢”缶的概念,并簡要說明電勢和 重力勢”的共同特點(diǎn)。"th*6.如圖所示，兩平行金屬板 A、B長L = 8 cm ,兩板間距離d = 8 cm , A板比B板電勢高300 V . 帶正電的粒子電荷量 q= 1010 C,質(zhì)量m= 1020 kg,沿電場中心線 RO垂直電場線飛入電場，初速度vo= 2X106m/s，粒子飛出平行板電場后經(jīng)過界面MN、PS間的無電場區(qū)域后，進(jìn)入固定在O點(diǎn)的點(diǎn)電荷 Q形成的電場區(qū)域，（設(shè)界面PS右邊點(diǎn)電荷的電場分布不受界面的影響）.已知兩界面 MN、PS相距為12 cm, D是中心線RO與界面PS的交點(diǎn)，0點(diǎn)在中心線上，距離界面 PS為9 cm,粒子穿過界面 PS最