高中物理 带电粒子在电场中的运动导学案新人教版选修.doc

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1、浙江省嘉兴市秀州中学高中物理带电粒子在电场中的运动导学案（无答案）新人教版选修3-1【学习目标】1．掌握带电粒子在电场中加速和偏转所遵循的规律。2．知道示波管的主要构造和工作原理。【学习重点】带电粒子在匀强电场中的运动规律。【学习难点】运用电学知识、动力学的观点和功能关系综合处理带电粒子在电场中的加速和偏转问题。【问题导学】带电粒子在电场中运动的两种最简单的情况是加速和偏转.目标一：电场中的带电粒子分类电场中的带电粒子一般可分为两类：1．带电的基本粒子：如电子，质子，α粒子，正负离子等。这些粒子所受重力和电场力相比在小得多，除非有说明或明确的暗示以外，一般都不考虑重力。（但并不能忽略质量）

2、2．带电微粒：如带电小球、液滴(水滴、油滴)、尘埃等。除非有说明或明确的暗示以外，一般都考虑重力。3．某些带电体是否考虑重力，要根据题目暗示或运动状态来判定目标二:带电粒子在电场中的加速1.要使带电粒子在电场中只被加速而不改变运动方向该怎么办?2．如图所示，从平行金属板的正极板沿电场方向以v0打入一正电荷，设电荷所带的电量为q,板间场强为E,电势差为U,板距为d,推导电荷到达负极板的速度为v的表达式。（如果v0＝0，结果如何？）①运用运动学知识求解②运用能量知识求解3．如两极板间不是匀强电场的求解方法.由于电场力做功与场强是否匀强无关，与运动路径也无关，所以在处理电场对带电粒子的加速问题时

3、，一般都是利用动能定理进行处理。例1：如图所示，在P板附近有一电子由静止开始向Q板运动，则关于电子在两板间的运动情况，下列叙述正确的是：()A.两板间距越大，加速的时间越长B.两板间距离越小，加速度就越大，则电子到达Q板时的速度就越大C.电子到达Q板时的速度与板间距离无关，仅与加速电压有关D.电子的加速度和末速度都与板间距离无关目标三：带电粒子在电场中的偏转1．一个带电粒子以初速度v0垂直于电场线方向进入匀强电场．请结合粒子的受力特点，分析它的运动特点。2．粒子的运动特点和我们学过的哪种运动比较相似，请结合这种运动来分析粒子的运动规律。①粒子离开电场时的速度：②粒子离开电场时的偏转量（偏转

4、位移）：③粒子离开电场时的偏转角：3．带电粒子在电场中偏转的两个重要结论①粒子垂直进入电场偏转射出后，速度的反向延长线与初速度延长线的交点为粒子水平位移中点。（粒子好像是从中点直线射出！）②粒子垂直飞入电场偏转射出时，速度偏转角正切值（tanθ）等于位移偏转角正切值（tanα）的两倍（tanθ＝2tanα）。例2：三个电子在同一地点沿同一直线垂直飞入偏转电场，如图,由此可判断（）A、b和c同时飞离电场B、在b飞离电场的瞬间，a刚好打在下极板上C、进入电场时，c速度最大，a速度最小D、c的动能增量最小，a和b的动能增量一样大目标四：示波管的原理1．加速和偏转一体计算y，tanφ讨论：不同带电

5、粒子从静止进入同一电场加速后再垂直进入同一偏转电场，射出时的偏转角度和位移偏转量y是否相同？2．（1）示波器：用来观察电信号随时间变化的电子仪器。其核心部分是示波管（2）示波管的构造：由电子枪、偏转电极和荧光屏组成（如图）。（3）原理：利用了带电粒子在电场中偏转的规律，灵敏、直观地显示出电信号随时间变化的图线。基础题（一看就懂，一做就会）1.下列粒子由静止经加速电压为U的电场加速后，哪种粒子动能最大（）哪种粒子速度最大（）A、质子B、电子C、氘核D、氦核2.如图所示，M、N是在真空中竖直放置的两块平行金属板，质量为m、电量为+q的质子，以极小的初速度由小孔进入电场，当M、N间电压为U时，粒

6、子到达N板的速度为v，如果要使这个带电粒子到达N板的速度为2v，则下述方法能满足要求的是（）A、使M、N间电压增加为2UB、使M、N间电压增加为4UC、使M、N间电压不变，距离减半D、使M、N间电压不变，距离加倍3.质量为m、带电量为q的粒子以初速度v从中线垂直进入偏转电场，刚好离开电场，它在离开电场后偏转角正切为0.5，则下列说法中正确的是A、如果偏转电场的电压为原来的一半，则粒子离开电场后的偏转角正切为0.25B、如果带电粒子的比荷为原来的一半，则粒子离开电场后的偏转角正切为0.25C、如果带电粒子的初速度为原来的2倍，则粒子离开电场后的偏转角正切为0.25D、如果带电粒子的初动能为原

7、来的2倍，则粒子离开电场后的偏转角正切为0.254.如图所示，水平平行金属板A、B间距为d，带电质点质量为m，电荷量为q，当质点以速率v从两极板中央处于水平飞入两极间，两极不加电压时，恰好从下板边缘飞出，若给A、B两极加一电压U，则恰好从上板边缘飞出，那么所加电压是多少？5.如图所示，电子的电荷量为e，质量为m，以v0的速度沿与场强垂直的方向从A点飞入匀强电场，并从另一侧B点沿与场强方向成150°角飞出。则A、B两点间的