專題帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)典型例題

1、總課題專題: 帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)典型例題學(xué)案總課時(shí)2第1 課時(shí)課題專題: 帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)典型例題課型習(xí)題課教學(xué)目標(biāo)一、知識(shí)與技能：1帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中共點(diǎn)力的平衡2帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中-帶電粒子做勻變速運(yùn)動(dòng)加速減速及圖像問(wèn)題。3初速度與場(chǎng)強(qiáng)方向垂直的帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(類平拋運(yùn)動(dòng))。4.示波管的主要構(gòu)造和工作原理。 目標(biāo)要求 深入理解圍繞電場(chǎng)、帶電粒子問(wèn)題中的力學(xué)知識(shí)與能量知識(shí) 帶電微粒在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)是電場(chǎng)知識(shí)和力學(xué)知識(shí)的結(jié)合，分析方法和力學(xué)的分析方法是基本相同的二、過(guò)程與方法構(gòu)建模型法：用學(xué)生以有的知識(shí)為背景展開(kāi)，教會(huì)學(xué)生通過(guò)構(gòu)建物理基本模型來(lái)尋找解決問(wèn)題的方法，講練

2、結(jié)合法，通過(guò)典例精析、讓學(xué)生感到帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題不再難解、不再遙遠(yuǎn)。 三、情感態(tài)度與價(jià)值觀1滲透物理學(xué)方法的教育：運(yùn)用理想化方法，突出主要因素，忽略次要因素，不計(jì)粒子重力。2培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問(wèn)題的能力，體會(huì)物理知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用。教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)情況（平衡、加速和減速）和偏轉(zhuǎn)規(guī)律 教學(xué)難點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)：帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題中應(yīng)用動(dòng)能定理、平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律、牛頓定律、場(chǎng)強(qiáng)等相關(guān)知識(shí)解決問(wèn)題及應(yīng)用。學(xué)法指導(dǎo)構(gòu)建模型、合作探究、精講精練、教 學(xué) 過(guò) 程 師 生 互 動(dòng)典型例題或方法指導(dǎo)引入:某些帶電體是否考慮重力，要根據(jù)題目暗示或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來(lái)判定我們知道，把一個(gè)帶電粒子

3、放進(jìn)電場(chǎng)中，它就具有一定的電勢(shì)能并受到電場(chǎng)力的作用，因此它可能會(huì)作各種各樣的運(yùn)動(dòng)，這在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)設(shè)備中有廣泛的應(yīng)用。那么:1.帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：2.電場(chǎng)中的帶電粒子一般可分為下面兩類：a、帶電的基本粒子：如電子，質(zhì)子，粒子，正負(fù)離子等。b、帶電微粒：如帶電小球、液滴、塵埃等。問(wèn)題：它們?cè)谑芰Ψ治鰰r(shí)是否計(jì)重力？一帶電粒子在電場(chǎng)中的平衡問(wèn)題例 1：帶電粒子在電場(chǎng)中處于靜止?fàn)顟B(tài)，該粒子帶正電還是負(fù)電?如果粒子的質(zhì)量為m,電場(chǎng)強(qiáng)度為E，則其電荷量為多少？變式訓(xùn)練1：帶電小球用細(xì)繩懸掛，在電場(chǎng)中處于靜止?fàn)顟B(tài)，細(xì)繩與豎起方向的夾角為，如圖所示，該粒子帶正電還是負(fù)電?如果粒子的質(zhì)量為m,兩板間

4、距離為d,電壓為U，則其電荷量為多少？它與負(fù)極板的距離為X，剪斷細(xì)繩，小球做什么運(yùn)動(dòng)？到達(dá)負(fù)極板的速度是多大？時(shí)間為多少？一、帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的加速運(yùn)動(dòng)（直線運(yùn)動(dòng)）MNqU【例2】如圖所示，在真空中有一對(duì)平行金屬板，兩板間加以電壓U。在板間靠近正極板附近有一帶正電荷q的帶電粒子，它在電場(chǎng)力作用下由靜止開(kāi)始從正極板向負(fù)極板運(yùn)動(dòng)，到達(dá)負(fù)極板的速度為多大？粒子到達(dá)極板的時(shí)間為多少？變式訓(xùn)練2：帶電粒子所帶的電量為q,質(zhì)量為m，板間電勢(shì)差為U,板距為d,板長(zhǎng)為L(zhǎng)，電荷由正極板邊緣A點(diǎn)靜止釋放，粒子沿直線AB運(yùn)動(dòng)到負(fù)極板，試問(wèn)粒子帶什么電？做什么運(yùn)動(dòng)？粒子到達(dá)負(fù)極板的速度為多大？時(shí)間為多少？二、帶電

5、粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的加速運(yùn)動(dòng)（圖像問(wèn)題）例3：兩個(gè)相距為d 的平行金屬板,有正對(duì)著的兩小孔A、B,如圖甲所示,兩板間加如圖乙所示的交變電場(chǎng), 一質(zhì)量為m,帶電量為+q 的帶電粒子,在t =0時(shí)刻在A孔處無(wú)初速釋放,1）試判斷帶電粒子能否穿過(guò)B孔？（ t=0時(shí)刻A板電勢(shì)高）2）作出粒子運(yùn)動(dòng)的Vt圖象三、帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)（垂直于場(chǎng)射入）【例4】質(zhì)量為、電荷量為的帶電粒子以初速沿垂直于電場(chǎng)的方向，進(jìn)入長(zhǎng)為、間距為、電壓為的平行金屬板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，粒子將做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，如圖所示，若不計(jì)粒子重力，則可求出如下相關(guān)量：分析方法 ：（1）粒子穿越電場(chǎng)的時(shí)間：（2）粒子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的速度（3）粒子離開(kāi)電

6、場(chǎng)時(shí)的側(cè)移距離：（4）粒子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的偏角：（5）速度方向的反向延長(zhǎng)線必過(guò)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的中點(diǎn)如圖所示,兩極板與電源相連接,電子從負(fù)極板邊緣垂直電場(chǎng)方向射入勻強(qiáng)電場(chǎng),且恰好從正極板邊緣飛出,現(xiàn)在使電子射入速度變?yōu)樵瓉?lái)的兩倍,而電子仍從原來(lái)位置射入,且仍從正極板邊緣飛出,則兩極板間距離就變?yōu)樵瓉?lái)的( ) A.2倍 B.4倍 C. 倍 D. 倍 UVo四、帶電粒子經(jīng)加速電場(chǎng)后進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)【例5】如圖所示，由靜止開(kāi)始被電場(chǎng)（加速電壓為）加速的帶電粒子平行于兩正對(duì)的平行金屬板且從兩板正中間射入，從右側(cè)射出，設(shè)在此過(guò)程中帶電粒子沒(méi)有碰到兩極板。若金屬板長(zhǎng)為，板間距離為、兩板間電壓為，試求出帶電粒子的側(cè)向位移和

7、偏轉(zhuǎn)角。U1dU2qv1v2Lqv0v1qy變式訓(xùn)練3：如圖所示，由靜止開(kāi)始被電場(chǎng)（加速電壓為）加速的帶電粒子平行于兩正對(duì)的平行金屬板且從兩板正中間射入。若金屬板長(zhǎng)為，板間距離為、兩板間電壓為，試討論帶電粒子能飛出兩板間的條件？U1dLU2q五、帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)打在熒光屏（示波器的原理）【例6】如圖所示，電子經(jīng)U1電壓加速后以速度v0進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電壓為U2的電場(chǎng)中，電子離開(kāi)電場(chǎng)后打在距離偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)為L(zhǎng)的屏上，試求電子打在屏上的位置與屏的中點(diǎn)的距離y（平行板的長(zhǎng)度為，板間距離為d）鞏固提升：練習(xí)1、下列粒子從初速度為零的狀態(tài)經(jīng)加速電壓為U的電場(chǎng)后，哪種粒子速度最大 （ ）A、質(zhì)子 B、氘核 C、

8、氦核 D、鈉離子哪種粒子動(dòng)能最大（ C ）練習(xí)2：如圖所示，水平放置的A、B兩平行板相距h，上板A帶正電?，F(xiàn)有質(zhì)量為m，帶電量為+q的小球在B板下方距離為H處，以初速度V0豎直向上從B板小孔進(jìn)入板間電場(chǎng)，欲使小球剛好打到A板，A、B間電勢(shì)差UAB應(yīng)為多少？練習(xí)3：平行板相距d，中間有正方向水平向左、大小按如圖所示的圖線變化的電場(chǎng)，位于電場(chǎng)中A點(diǎn)的質(zhì)量為m的電子在t=0時(shí)速度為零，在t1s時(shí)，電子離開(kāi)A點(diǎn)的距離大小為L(zhǎng)。則：U0U00123t/sU/V4（1）畫(huà)出電子運(yùn)動(dòng)的速度圖象（2）在t2s時(shí)，電子將處在何處？圖6410圖651練習(xí)4.如圖6410，讓一價(jià)氫離子一價(jià)氦離子和二價(jià)氦離子的混合物

9、由靜止經(jīng)過(guò)同一加速電場(chǎng)加速，然后在同一偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)里偏轉(zhuǎn)，它們是否會(huì)分成三股？請(qǐng)說(shuō)明理由看高考：如圖所示，充電后的平行板電容器水平放置，電容為C，極板間距離為d，上極板正中有一小孔。質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球從小孔正上方高h(yuǎn)處由靜止開(kāi)始下落，穿過(guò)小孔到達(dá)下極板處速度恰為零（空氣阻力忽略不計(jì)，極板間電場(chǎng)可視為勻強(qiáng)電場(chǎng)，重力加速度為g）。求：（1）小球到達(dá)小孔處的速度；（2）極板間電場(chǎng)強(qiáng)度大小和電容器所帶電荷量；（3）小球從開(kāi)始下落運(yùn)動(dòng)到下極板的時(shí)間。作業(yè)：同步練習(xí)板書(shū)設(shè)計(jì)：專題: 帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)典型例題一、帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)分類： 直線運(yùn)動(dòng) 曲線運(yùn)動(dòng)二、解題方法歸納： 小結(jié)： 學(xué)生思考并回答帶電粒子在電場(chǎng)中的平衡解題步驟：選取研究對(duì)象。進(jìn)行受力分析，注意電場(chǎng)力的方向特點(diǎn)。由平衡條件列方程求解。討論帶電粒子在電場(chǎng)中做直線運(yùn)動(dòng)(加速或減速)的方法：(1)能量方法能量守恒定律；(2)功能關(guān)系動(dòng)能定理；(3)力和加速度方