高中物理 带电粒子在电场中的运动(二)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(二)导学案（无答案）新人教版选修3-1【学习目标】能利用动能定理、能量守恒分析解决带电粒子的加速与偏转问题，能利用分解运动的方法处理带电粒子的类平抛运动．【学习重、难点】带电粒子在电场中的加速和偏转规律及在实际问题中的应用【专题要点】一、带电粒子在电场中的平衡问题1．平衡状态：①静止②匀速直线运动状态2．平衡条件：带电粒子在电场中所受合力为零，即∑F＝0例1：如图，带电粒子在电场中处于静止状态，该粒子带正电还是负电?二、带电粒子在电场中的直线运动

2、（加、减速）1．若∑F≠0（只受电场力）且与初速度方向在同一直线上，带电粒子将做加速或减速直线运动。(变速直线运动)2．一般利用动能定理进行处理。例2：一个带正电的微粒，从A点射入水平方向的匀强电场中，微粒沿直线AB运动，如图，AB与电场线夹角为θ，已知带电微粒的质量为m，电量为q，A、B相距为L.（1）说明微粒在电场中运动的性质，要求说明理由．（2）电场强度的大小和方向？（3）若微粒恰能运动到B点，求微粒射入电场时速度v0？三、带电粒子在电场中的偏转(不计粒子的重力,垂直进入电场)1．带电粒子初

3、速度垂直于电场方向飞入匀强电场的问题是一个类平抛的问题。2．①粒子在与电场垂直的方向上做匀速直线运动②粒子在与电场平行的方向上做初速为零的匀加速运动.　③速度偏向角:追加:当加速与偏转电场结合时,粒子的偏转位移和偏转角分别是什么情况,这两个量的情况取决于哪些物理量.例3：如图所示为两组平行板金属板，一组竖直放置，一组水平放置，今有一质量为m的电子静止在竖直放置的平行金属板的M点，经电压U0加速后通过N点进入两板间距为d、电压为U的水平放置的平行金属板间，若电子从两块水平平行板的正中间射入，且最后电

4、子刚好能从右侧的两块平行金属板穿出，M、N分别为两块竖直板的中点，求：（1）电子通过N点时的速度大小；（2）右侧平行金属板AB的长度；四、带电粒子在电场中运动的功能关系1．电场力及电场力做功的特点(1)电场力与带电粒子所处的运动状况无关，在匀强电场中的电场力是一个恒力，在点电荷电场中的电场力是一个中心力，受力方向一定沿着电场线．(2)电场力做功与带电粒子的具体路径无关，仅由始末位置的电势差决定．当带电粒子同时受到除电场力以外的其他力作用时，电场力的功对应着电势能的变化，合力的功对应着动能的变化．2

5、．研究带电粒子在电场中运动的两条主要线索(1)力和运动的关系——牛顿第二定律　根据带电粒子受到的电场力，用牛顿第二定律找出加速度，结合运动学公式确定带电粒子的速度、位移等.这条线索通常适用于恒力作用下做匀变速运动的情况．(2)功和能的关系——动能定理　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，利用动能定理或从全过程中能量的转化，研究带电粒子的速度变化，经历的位移等．这条线索也适用于不均匀的电场．3．带电粒子在电场中运动的两类重要的思维技巧(1)类比与等效　电场力和重力都是恒力，在电

6、场力作用下的运动可与重力作用下的运动类比．例如，垂直射入平行板电场中的带电粒子的运动可类比于平抛，带电单摆在竖直方向匀强电场中的运动可等效于重力场强度g值的变化等．(2)整体法(全过程法)　电荷间的相互作用是成对出现的，把电荷系统的整体作为研究对象，就可以不必考虑其间的相互作用．基础题（一看就懂，一做就会）1.如图所示，质量为m,电量为q的带电粒子，以初速度v0进入电场后沿直线运动到上极板.则:（1）物体做的是什么运动？（2）带电体的电性？2.如图，在点电荷正Q的电场中，不计重力的带电粒子-q以初

7、速度v0从M点恰与电场线QP方向相同进入电场。（1）分析粒子的运动情况？（2）若此粒子质量为m,运动到N点速度恰好为零，求MN两点的电势差UMN3.质子和α粒子由静止经相同加速电场加速后，又垂直进入同一匀强电场，出电场时，它们横向位移量之比和在偏转电场中经过时间之比分别为（）A.2:1和B.1：1和1：C.1：2和2：1D.1：4和1：24.如图所示电容器充电结束后保持与电源连接，电源电压恒定，带电油滴在极板间静止，若将板间距变大些，则油滴的运动将(  ).A.向上运动       B.向下运动C

8、.保持静止       D.向左运动5.如图所示，三个质量相等的，分别带正电、负电和不带电的小球，以相同速率在带电平行金属板的P点沿垂直于电场方向射入电场，落在A、B、C三点，则( )A.落到A点的小球带正电、落到B点的小球带负电、落到C点的小球不带电B.三小球在电场中运动时间相等C.三小球到达正极板的动能关系是EkA＞EkB＞EkCD.三小球在电场中的加速度关系是aC＞aB＞aA6.如图所示，在沿水平方向的匀强电场中的a、b两点。已知a、b两点在同一竖直平面内，但不在同一电场线上