重慶市開縣中學(xué)高中物理 1.9 帶電粒子在電場中的運動導(dǎo)學(xué)案 新人教版選修31.doc

重慶市開縣中學(xué)2014年高中物理 1.9 帶電粒子在電場中的運動導(dǎo)學(xué)案 新人教版選修3-1 【知識鋪墊】問1:帶電粒子在電場中的運動可能有幾種運動形式？ 問2:分析帶電粒子運動形式的思路?問3:帶電粒子在電場中要受到哪些力的作用?練一練1:一個電子的質(zhì)量為0.9110-30kg, 電荷量e=1.610-19 c，當(dāng)它在e=5104v/m的電場中時:受到的重力g為多大？受到的電場力f為多大？f/g=？你會發(fā)現(xiàn)什么？練一練2:帶電粒子在電場中處于靜止?fàn)顟B(tài)，該粒子帶正電還是負(fù)電?【模塊一】帶電粒子在電場中的加速 做一做:如圖所示，在真空中有一對平行金屬板，兩板間加以電壓u。兩板間有一帶正電荷q的帶電粒子。它在電場力的作用下，由靜止開始從正極板向負(fù)極板運動，到達負(fù)板時的速度有多大？(不考慮粒子的重力,請用兩種方法求解）如兩極板間不是勻強電場該用何種方法求解？為什么？練一練:下列粒子由靜止經(jīng)加速電壓為u的電場加速后，哪種粒子動能最大 （ ）哪種粒子速度最大 （ ） a、質(zhì)子 b、電子 c、氘核 d、氦核【模塊二】帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)根據(jù)右圖回答:1.q的受力怎樣? q的受力又怎樣?2.水平方向和豎直方向的運動性質(zhì)怎樣?3.與學(xué)過的哪種運動形式類似?并試分析練一練1、質(zhì)子(質(zhì)量為m、電量為e)和二價氦離子(質(zhì)量為4m、電量為2e)以相同的初動能垂直射入同一偏轉(zhuǎn)電場中，離開電場后，它們的偏轉(zhuǎn)角正切之比為 ，側(cè)移之比為 。練一練2、如圖,三個電子在同一地點同時沿同一直線垂直飛入偏轉(zhuǎn)電場。則由此可判斷（ ） a、 b和c同時飛離電場 b、在b飛離電場的瞬間，a剛好打在下極板上 c、進入電場時，c速度最大，a速度最小d、c的動能增量最小，a和b的動能增量一樣大 【模塊三】示波管原理閱讀教材,結(jié)合示波管的原理圖思考以下問題:問1、如果在電極xx之間和yy之間都不加電壓，電子將打在熒光屏的什么位置？問2、如果在電極xx之間不加電壓，而在yy之間加不變電壓，使y的電勢比y高，電子將打在熒光屏的什么位置？若y的電勢比y高呢?問3、如果在電極 yy之間不加電壓，但在xx之間加不變電壓，使x的電勢比x高，電子將打在熒光屏的什么位置？若x的電勢比x高呢?問4、如果在電極 yy之間加不變電壓，使y的電勢比y高，在xx之間加不變電壓，使x的電勢比x高，電子將打在熒光屏的什么位置？第二課時(拓展例與練):【拓展一】加速與偏轉(zhuǎn)一體例:離子發(fā)生器發(fā)射出一束質(zhì)量為m，電荷量為q的負(fù)離子，從靜止經(jīng)加速電壓u 1 加速后，沿垂直于電場線方向射入兩平行板中央，受偏轉(zhuǎn)電壓u2作用后，以速度離開電場，已知平行板長為，兩板間距離為d，求:1）離子在偏轉(zhuǎn)電場中運動的時間、加速度、速度v的大小； 2）離子在離開偏轉(zhuǎn)電場時的沿電場方向的偏移量和偏轉(zhuǎn)角的正切值。練一練:1.如圖所示,初速度為零的粒子和電子在電勢差為u1的電場中加速后,垂直進入電勢差為u2的偏轉(zhuǎn)電場,在滿足電子能射出偏轉(zhuǎn)電場的條件下,正確的說法是( ) a. 粒子的偏轉(zhuǎn)量大于電子的偏轉(zhuǎn)量 b. 粒子的偏轉(zhuǎn)量小于電子的偏轉(zhuǎn)量 c. 粒子的偏轉(zhuǎn)角大于電子的偏轉(zhuǎn)角 d. 粒子的偏轉(zhuǎn)角等于電子的偏轉(zhuǎn)角2.如圖，電子在電勢差為u1的加速電場中由靜止開始加速，然后射入電勢差為u2的兩塊平行極板間的電場中，入射方向跟極板平行。整個裝置處在真空中，重力可忽略。在滿足電子能射出平行板區(qū)的條件下，下述四種情況中，一定能使電子的偏轉(zhuǎn)角變大的是 （ ）a、u1變大、u2變大 b、u1變小、u2變大c、u1變大、u2變小 d、u1變小、u2變小【拓展二】帶電粒子的先加速再偏轉(zhuǎn)后勻速例:一個電荷量為-q質(zhì)量為m的帶電粒子，由靜止進入一個電壓為u1的加速電場加速后，又垂直進入一個電壓為u2的偏轉(zhuǎn)電場，經(jīng)偏轉(zhuǎn)電場偏轉(zhuǎn)后打在熒光屏上,整個裝置如圖示. (不計粒子的重力).求:(1)出偏轉(zhuǎn)電場時的偏移距離y；(2)出偏轉(zhuǎn)電場時的偏轉(zhuǎn)角(3)打在熒光屏上時的偏移距離y.練一練:如圖所示，二價氦離子和質(zhì)子的混合體，經(jīng)同一加速電場加速后，垂直射入同一偏轉(zhuǎn)電場中，偏轉(zhuǎn)后，打在同一熒光屏上，則它們( ) a、側(cè)移距離相同 b、偏轉(zhuǎn)角相同 c、到達屏上同一點 d、到達屏上不同點【知識評價】1電子從負(fù)極板的邊緣垂直進入勻強電場，恰好從正極板邊緣飛出，如圖所示，現(xiàn)在保持兩極板間的電壓不變，使兩極板間的距離變?yōu)樵瓉淼?倍，電子的入射方向及位置不變，且要電子仍從正極板邊緣飛出，則電子入射的初速度大小應(yīng)為原來的（）a b c d22下列帶電粒子經(jīng)過電壓為u的電壓加速后，如果它們的初速度均為0，則獲得速度最大的粒子是 ( )a質(zhì)子 b氚核 c氦核 d鈉離子na3如圖所示，電子具有100 ev的動能從a點垂直于電場線飛入勻強電場中，當(dāng)從d點飛出電場時，速度方向跟電場強度方向成1500角則a、b兩點之間的電勢差uab v4靜止在太空中的飛行器上有一種裝置，它利用電場加速帶電粒子形成向外發(fā)射的高速電子流，從而對飛行器產(chǎn)生反沖力，使其獲得加速度已知飛行器質(zhì)量為m，發(fā)射的是2價氧離子發(fā)射離子的功率恒為p，加速的電壓為u，每個氧離子的質(zhì)量為m單位電荷的電荷量為e不計發(fā)射氧離子后飛行器質(zhì)量的變化，求：(1)射出的氧離子速度(2)每秒鐘射出的氧離子數(shù)(離子速度遠(yuǎn)大于飛行器的速度，分析時可認(rèn)為飛行器始終靜止不動)5. 如圖所示一質(zhì)量為m，帶電荷量為+q的小球從距地面高h(yuǎn)處以一定初速度水平拋出，在距拋出點水平距離處，有一根