19学案.docVIP

1.9带电粒子在电场中的运动学案 一、预习目标 1、理解带电粒子在电场中的运动规律，并能分析解决加速和偏转方向的问题． 2、知道示波管的构造和基本原理． 二、预习内容 所以 2、（1）带电粒子在匀强电场中偏转问题的分析处理方法，类似于平抛运动的分析处理，应用运动的合成和分解的知识。 ①离开电场运动时间 。 ②离开电场时的偏转量 。 ③离开电场时速度的大小 。 ④以及离开电场时的偏转角 。 （2）若电荷先经电场加速然后进入偏转电场，则y= （U1为加速电压，U2为偏转电压） 3、处理带电粒子在匀强电场中运动问题的方法 （1）等效法： （2）分解法：带电微粒在匀强电场中偏转这种较复杂的曲线运动，可分解成沿初速方向的 和沿电场力方向的 来分析、处理。 带电粒子在电场中受到电场力的作用会产生加速度，使其原有速度发生变化．在现代科学实验和技术设备中，常常利用电场来控制或改变带电粒子的运动。 具体应用有哪些呢?本节课我们来研究这个问题．以匀强电场为例 二学习过程 1引导学生复习回顾相关知识 （1）牛顿第二定律的内容是 ? （2）动能定理的表达式是 ? （3）平抛运动的相关知识:1 2. （3）静电力做功的计算方法。 2、带电粒子的加速 提出问题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? 如何计算图1.8-1中 当v0=0时，带电粒子到达另一板的速度大小? 方法一：先求出带电粒子的加速度： 方法二：由W=qU及动能定理： 1 。 2： 。 可求得当带电粒子从静止开始被加速时获得的速度为： vt= 深入探究： （1）结合牛顿第二定律及动能定理中做功条件（W=Fscos W=Uq 任何电场）v0（） 学生活动：思考讨论，列式推导 （3）上面示意图中两电荷电性换一下能否达到加速的目的? 【例1】 如图1－9－5所示， 图1－9－5 在点电荷＋Q的电场中有A、B两点，将质子和α粒子分别从A点由静止释放，到达B点时，它们的速度大小之比为多少？ 答案　 ⑴．若带电粒子在电场中所受合力为零时，即∑F＝0时，粒子将保持静止状态或匀速直线运动状态。 例 ：带电粒子在电场中处于静止状态，该粒子带正电还是负电? 分析：带电粒子处于静止状态，∑F＝0，，因为所受重力竖直向下，所以所受电场力必为竖直向上。又因为场强方向竖直向下，所以带电体带负电。 ⑵．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) （3）打入正电荷（右图），将做匀加速直线运动。 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, 电荷到达另一极板的速度为v,则 电场力所做的功为： 粒子到达另一极板的动能为： 由动能定理有：（或 对恒力） ※若初速为v0，则上列各式又应怎么样？讨论并列出。 （4）若打入的是负电荷（初速为v0），将做匀减速直线运动，其运动情况可能如何，请讨论点和恰好到达负极板的条件，并得出结论。 3、带电粒子的偏转 如图所示，电子以初速度v0垂直于电场线射入匀强电场中． 问题讨论： （1）分析带电粒子的受力情况。 （2）你认为这种情况同哪种运动类似，这种运动的研究方法是什么? （3）你能类比得到带电粒子在电场中运动的研究方法吗? 学生活动：讨论并回答上述问题： 深入探究：如右图所示，设电荷带电荷量为q，L，d，电势差为U，初速为v0．试求： （1）带电粒子在电场中运动的时间t。 （2）粒子运动的加速度。 （3）粒子受力情况分析。 （4）粒子在射出电场时竖直方向上的偏转距离。 （5）粒子在离开电场时竖直方向的分速度。 （6）粒子在离开电场时的速度大小。 （7）粒子在离开电场时的偏转角度θ。 拓展：若带电粒子的初速v0是在电场的电势差U1下加速而来的（从零开始），那么上面的结果又如何呢?（y，