高中物理帶電粒子在勻強電場中的運動2教案人教版第二冊

1、第2課題一、教學目標1使學生進一步理解并掌握帶電粒子在電場中運動的特點和規(guī)律，能夠正確分析和解答帶電粒子在電場中的加速和偏轉等方面的問題2培養(yǎng)學生綜合應用物理知識對具體問題進行具體分析的能力二、教學重點、難點分析帶電粒子在電場中的運動是電場知識的重要應用，注重分析判斷帶電粒子在電場力作用下的運動情況，掌握運用力的觀點和能的觀點求解帶電粒子運動的思路和方法帶電粒子在電場中加速和偏轉問題將使用大部分力學知識，所以在復習中應加以對照，幫助學生理解掌握三、教學方法：講練結合，啟發(fā)式教學，學案導學四、教 具：幻燈片、投影儀五、教學過程。（一）引入新課復習提問上節(jié)課我們學習了帶電粒子在勻強電場中的運動專題

2、，帶電粒子在勻強電場中的運動有加速和偏轉兩種情況，可以用什么方法求解？（1）運動學和動力學方法（運動的分解與合成、運動學公式、牛頓運動定律）（2）運用能量觀點求解（動能定理、能量守恒定律）這節(jié)課我們繼續(xù)學習帶電粒子在電場中的運動。（二）進行新課1作業(yè)講評根據(jù)上節(jié)課學生作業(yè)中出現(xiàn)的問題進行適當評析。2例題精講（1）帶電粒子在電場中運動判斷與分析帶電粒子在電場中的直線運動【例1】如下圖所示，在勻強電場E中，一帶電粒子-q的初速度v0恰與電場線方向相同，則帶電粒子-q在開始運動后，將（C）A沿電場線方向做勻加速運動B沿電場線方向做變加速運動C沿電場線方向做勻減速運動D偏離電場線方向做曲線運動思考：帶

3、電粒子-q的初速度v0恰與電場線方向相反，情況怎樣？解析：帶電粒子-q受力有什么特點？方向與初速度v0的方向的關系怎么樣？帶電粒子在電場中的曲線運動【例2】如下圖所示，兩平行金屬板間有勻強電場，場強方向指向下板，一帶電量為-q的粒子，以初速度v0垂直電場線射入電場中，則粒子在電場中所做的運動可能是（C）A沿初速度方向做勻速運動B向下板方向偏移，做勻變速曲線運動C向上板方向偏移，軌跡為拋物線D向上板偏移，軌跡為一段圓弧將帶電粒子的運動與重力場中的平拋運動類比，尋求解決問題的思路建立直角坐標系，將運動分解為垂直于場強方向和沿場強方向分別加以討論解析：在勻強電場中，-q受電場力的特點為：方向與電場線

4、方向相反，大小恒定，而初速度方向與電場力方向垂直，所以粒子一定做勻變速曲線運動，軌跡為拋物線（2）研究帶電粒子在電場中運動的方法運用牛頓定律研究帶電粒子在電場中運動基本思路：先用牛頓第二定律求出粒子的加速度，進而確定粒子的運動形式，再根據(jù)帶電粒子的運動形式運用相應的運動學規(guī)律求出粒子的運動情況【例3】如下圖所示，一個質量為m，帶電量為q的粒子，從兩平行板左側中點沿垂直場強方向射入，當入射速度為v0時，恰好穿過電場而不碰金屬板要使粒子的入射速度變?yōu)関0/2，仍能恰好穿過電場，則必須再使（AD）A粒子的電量變?yōu)樵瓉淼?/4B兩板間電壓減為原來的1/2C兩板間距離增為原來的4倍D兩板間距離增為原來的

5、2倍解析：帶電粒子在電場中做勻變速曲線運動由于粒子在平行板的方向上不受力，在垂直板方向受到恒定不變的電場力作用，因而可將此勻變速曲線運動視為沿平行板方向上的勻速直線運動與垂直板的方向上的初速度為零的勻加速直線運動的合運動粒子恰好穿過電場時，它沿平行板的方向發(fā)生位移L所用時間，與垂直板方向上發(fā)生位移d/2所用時間相等，設兩板電壓為U，則有：利用牛頓運動定律和運動學公式分解分別表示兩個分運動遵從的規(guī)律正確理解恰好穿過電場的含義當入射速度變?yōu)関0/2，它沿平行板的方向發(fā)生位移L所用時間變?yōu)樵瓉淼?倍，由上式可知，粒子的電量變?yōu)樵瓉淼?/4或兩板間距離增為原來的2倍時，均使粒子在與垂直板方向上發(fā)生位移

6、d/2所用時間增為原來的2倍，從而保證粒子仍恰好穿過電場，因此選項A、D正確思考：帶電粒子為什么做這樣的運動？應滿足什么條件？運用動能定理研究帶電粒子在電場中運動基本思路；根據(jù)電場力對帶電粒子做功的情況，分析粒子的動能與勢能發(fā)生轉化的情況，運用動能定理或者運用在電場中動能與電勢能相互轉化而它們的總和守恒的觀點，求解粒子的運動情況【例4】如下圖所示，質量為m，電量為e的電子，從A點以速度v0垂直場強方向射入勻強電場中，從B點射出電場時的速度方向與電場線成120度角，則A、B兩點間的電勢差是多少？解析：電子從A運動到B的過程中，電場力對電子做正功，由動能定理和幾何關系有：veUU這一思路對于帶電粒

7、子在任何電場中的運動都適用（三）課堂練習1下列粒子從初速度為零的狀態(tài)經(jīng)過加速電壓為U的電場后，哪種粒子的速率最大 A質子 B氘核 C粒子 D鈉離子2在勻強電場中，將質子和粒子由靜止釋放，若不計重力，當它們獲得相同動能時，質子經(jīng)歷的時間t1和粒子經(jīng)歷的時間t2之比為 A11 B12 C21 D413如下圖所示，質量為m，帶電量為+q的滑塊，沿絕緣斜面勻速下滑，當滑塊滑至豎直向下的勻強電場區(qū)域時，滑塊的運動狀態(tài) A繼續(xù)勻速下滑B將加速下滑C將減速下滑D上述三種情況都有可能發(fā)生4平行金屬板板長為L，相距為d，兩板間電勢差為U帶電量為q，質量為m的粒子以速度v垂直板間電場方向進入板間電場區(qū)，并飛離出電

8、場區(qū)域，則其側移y的大小為 A與板長L成正比B與板間距離成反比C與兩板間電勢差U成正比D與粒子初速度v成正比（四）能力訓練5如下圖所示，兩平行金屬板間的距離為d，兩板間的電壓為U，今有一電子從兩板間的O點沿著垂直于板的方向射出到達A點后即返回，若OA距離為h，則此電子具有的初動能是 Aedh/U BedhU CUe/（dh） DehU/d6平行板電容器豎直放置，板間距離為d，電壓為U，每個板帶電量為Q一個質量為m，帶電量為q的粒子從兩板上端中點以初速度v豎直向下射入電場，打在右板的M點不計粒子的重力，現(xiàn)使右板向右平移d/2，而帶電粒子仍從原處射入電場，為了使粒子仍然打在M點，下列措施哪些可行 A保持Q、m、v不變，減小qB保持Q、U、v不變，減小q/mC保持Q、m、U不變，減小vD保持Q、m、U不變，增大v7兩帶有等量異種電荷的平行板間有一勻強電場，一個帶電粒子以平行于極板的方向進入此電場，要使此粒子離開電場時偏轉距離為原來的1/2（不計粒子所受重力），可采用方法為 A使粒子初速為原來2倍B使粒子初動能為原來2倍C使粒子初動量為原來2倍D使兩板間電壓為原來2倍8如下圖所示，在平板電容器A、B兩板上加上如圖所示的交變電壓，開始時B板電勢比A板高，這時兩板中間原來靜止的電子在電場力作用下開始運動，設A、B兩板間的距離足夠大，則下述說法中正確的是 A電子先向