带电粒子在电场中的运动学案1

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1、9带电粒子在电场中的运动[学习目标]　1.了解带电粒子在电场中的运动特点．(重点)　2.能运用静电力、电场强度的概念，根据牛顿运动定律及运动学公式研究带电粒子在电场中的运动．(难点)　3.能运用静电力做功、电势、电势差的概念，根据功能关系研究带电粒子在电场中的运动．(难点)　4.了解示波管的构造和基本原理．带电粒子的加速[先填空]1．基本粒子的受力特点：对于质量很小的基本粒子，如电子、质子等，虽然它们也会受到万有引力(重力)的作用，但万有引力(重力)一般远远小于静电力，可以忽略不计．2．带电粒子加速问题的处理方法：①利用动能定理分析．初速度为零的带电粒子，经过电势差为U的电场加

2、速后，qU＝mv2，则v＝.②在匀强电场中也可利用牛顿定律结合运动学公式分析．[再思考]动能定理是分析带电粒子在电场中加速常用的方法，试想该方法适用于非匀强电场吗？【提示】　适用，由于W＝qU既用于匀强电场又适用于非匀强电场，故Uq＝mv2－mv适用于任何电场．[后判断](1)基本带电粒子在电场中不受重力．(×)(2)带电粒子仅在电场力作用下运动时，动能一定增加．(×)带电粒子在匀强电场中的偏转[先填空]质量为m、带电量为q的基本粒子(忽略重力)，以初速度v0平行于两极板进入匀强电场，极板长为l，板间距离为d，板间电压为U.图1－9－11．运动性质(1)沿初速度方向：速度为v0

3、的匀速直线运动．(2)垂直v0的方向上：初速度为零，加速度为a＝的匀加速直线运动．2．运动规律(1)偏移距离：因为t＝，a＝，所以偏移距离y＝at2＝.(2)偏转角度：因为vy＝at＝，所以tanθ＝＝.[再思考]带电粒子在电场中做类平抛的条件是什么？【提示】　(1)偏转电场为匀强电场．(2)带电粒子以初速度v0，必须垂直于电场线方向进入电场．[后判断](1)带电粒子在匀强电场中偏转时，其速度和加速度均不变．(×)(2)带电粒子在匀强电场中无论是直线加速还是偏转，均做匀变速运动．(√)示波管的原理[先填空]1．构造示波管是示波器的核心部件，外部是一个抽成真空的玻璃壳，内部主要由

4、电子枪(发射电子的灯丝、加速电极组成)、偏转电极(由一对X偏转电极板和一对Y偏转电极板组成)和荧光屏组成，如图1－9－2所示．甲　示波管的结构　　　乙　荧光屏图1－9－22．原理(1)扫描电压：XX′偏转电极接入的是由仪器自身产生的锯齿形电压．(2)灯丝被电源加热后，出现热电子发射，发射出来的电子经加速电场加速后，以很大的速度进入偏转电场，如果在Y偏转极板上加一个信号电压，在X偏转极板上加一扫描电压，在荧光屏上就会出现按Y偏转电压规律变化的可视图象．[再思考]当示波管的偏转电极没有加电压时，电子束将打在荧光屏什么位置？【提示】　偏转电极不加电压，电子束沿直线运动、打在荧光屏中心

5、，形成一个亮斑．[后判断](1)示波管电子枪的作用是产生高速飞行的电子束，偏转电极的作用是使电子束发生偏转，打在荧光屏的不同位置．(√)(2)示波管的荧光屏上显示的是电子的运动轨迹．(×)预习完成后，请把你认为难以解决的问题记录在下面的表格中问题1问题2问题3问题4学生分组探究一　解决带电粒子在电场中运动问题的思路(深化理解)第1步　探究——分层设问，破解疑难1．如何确定带电粒子在电场中的运动轨迹？2．如何确定带电粒子在电场中运动后的速度、位移、运动时间等？第2步　结论——自我总结，素能培养1．带电粒子在电场中的运动：该问题的研究方法与质点动力学相同，同样遵循运动的合成与分解、

6、力的独立作用原理、牛顿运动定律、动能定理、功能关系等力学规律．解该类问题时，主要有以下两种基本思路：(1)力和运动的关系——牛顿第二定律：根据带电粒子所受的电场力，用牛顿第二定律确定加速度，结合运动学公式确定带电粒子的速度、位移等．这种方法通常适用于粒子在恒力作用下做匀变速直线运动的情况．(2)功和能的关系——动能定理等：根据电场力对带电粒子所做的功引起带电粒子的能量发生变化，利用动能定理等研究全过程中能量的转化，研究带电粒子的速度变化、经过的位移等．这种方法既适用于匀强电场，也适用于非匀强电场．2．带电粒子在电场中的运动类型：运动类型受力特点处理依据匀速直线运动或静止电场力与

7、其他力平衡，合力为零平衡条件匀强电场中的匀变速直线运动电场力恒定，电场力与初速度方向共线(1)牛顿第二定律，运动学公式(2)动能定理匀强电场中的类平抛运动电场力恒定，电场力与初速度方向垂直运动的分解：垂直电场方向做匀速直线运动；平行电场方向做初速度为零的匀加速直线运动非匀强电场中的曲线运动受变化的电场力，电场力方向与速度不共线曲线运动的条件，动能定理，电场力做功与电势能变化的关系等第3步　例证——典例印证，思维深化　如图1－9－3所示，带电平行金属板A、B，板间的电势差为U，A板带正电，B板