高中物理帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)2教案人教版第二冊(cè)

1、第2課題一、教學(xué)目標(biāo)1使學(xué)生進(jìn)一步理解并掌握帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和規(guī)律，能夠正確分析和解答帶電粒子在電場(chǎng)中的加速和偏轉(zhuǎn)等方面的問(wèn)題2培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用物理知識(shí)對(duì)具體問(wèn)題進(jìn)行具體分析的能力二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)分析帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)是電場(chǎng)知識(shí)的重要應(yīng)用，注重分析判斷帶電粒子在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)情況，掌握運(yùn)用力的觀點(diǎn)和能的觀點(diǎn)求解帶電粒子運(yùn)動(dòng)的思路和方法帶電粒子在電場(chǎng)中加速和偏轉(zhuǎn)問(wèn)題將使用大部分力學(xué)知識(shí)，所以在復(fù)習(xí)中應(yīng)加以對(duì)照，幫助學(xué)生理解掌握三、教學(xué)方法：講練結(jié)合，啟發(fā)式教學(xué)，學(xué)案導(dǎo)學(xué)四、教 具：幻燈片、投影儀五、教學(xué)過(guò)程。（一）引入新課復(fù)習(xí)提問(wèn)上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)專題

2、，帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)有加速和偏轉(zhuǎn)兩種情況，可以用什么方法求解？（1）運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)方法（運(yùn)動(dòng)的分解與合成、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式、牛頓運(yùn)動(dòng)定律）（2）運(yùn)用能量觀點(diǎn)求解（動(dòng)能定理、能量守恒定律）這節(jié)課我們繼續(xù)學(xué)習(xí)帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)。（二）進(jìn)行新課1作業(yè)講評(píng)根據(jù)上節(jié)課學(xué)生作業(yè)中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行適當(dāng)評(píng)析。2例題精講（1）帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)判斷與分析帶電粒子在電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)【例1】如下圖所示，在勻強(qiáng)電場(chǎng)E中，一帶電粒子-q的初速度v0恰與電場(chǎng)線方向相同，則帶電粒子-q在開始運(yùn)動(dòng)后，將（C）A沿電場(chǎng)線方向做勻加速運(yùn)動(dòng)B沿電場(chǎng)線方向做變加速運(yùn)動(dòng)C沿電場(chǎng)線方向做勻減速運(yùn)動(dòng)D偏離電場(chǎng)線方向做曲線運(yùn)動(dòng)思考：帶

3、電粒子-q的初速度v0恰與電場(chǎng)線方向相反，情況怎樣？解析：帶電粒子-q受力有什么特點(diǎn)？方向與初速度v0的方向的關(guān)系怎么樣？帶電粒子在電場(chǎng)中的曲線運(yùn)動(dòng)【例2】如下圖所示，兩平行金屬板間有勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)方向指向下板，一帶電量為-q的粒子，以初速度v0垂直電場(chǎng)線射入電場(chǎng)中，則粒子在電場(chǎng)中所做的運(yùn)動(dòng)可能是（C）A沿初速度方向做勻速運(yùn)動(dòng)B向下板方向偏移，做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)C向上板方向偏移，軌跡為拋物線D向上板偏移，軌跡為一段圓弧將帶電粒子的運(yùn)動(dòng)與重力場(chǎng)中的平拋運(yùn)動(dòng)類比，尋求解決問(wèn)題的思路建立直角坐標(biāo)系，將運(yùn)動(dòng)分解為垂直于場(chǎng)強(qiáng)方向和沿場(chǎng)強(qiáng)方向分別加以討論解析：在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，-q受電場(chǎng)力的特點(diǎn)為：方向與電場(chǎng)線

4、方向相反，大小恒定，而初速度方向與電場(chǎng)力方向垂直，所以粒子一定做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，軌跡為拋物線（2）研究帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的方法運(yùn)用牛頓定律研究帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)基本思路：先用牛頓第二定律求出粒子的加速度，進(jìn)而確定粒子的運(yùn)動(dòng)形式，再根據(jù)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)形式運(yùn)用相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律求出粒子的運(yùn)動(dòng)情況【例3】如下圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m，帶電量為q的粒子，從兩平行板左側(cè)中點(diǎn)沿垂直場(chǎng)強(qiáng)方向射入，當(dāng)入射速度為v0時(shí)，恰好穿過(guò)電場(chǎng)而不碰金屬板要使粒子的入射速度變?yōu)関0/2，仍能恰好穿過(guò)電場(chǎng)，則必須再使（AD）A粒子的電量變?yōu)樵瓉?lái)的1/4B兩板間電壓減為原來(lái)的1/2C兩板間距離增為原來(lái)的4倍D兩板間距離增為原來(lái)的

5、2倍解析：帶電粒子在電場(chǎng)中做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)由于粒子在平行板的方向上不受力，在垂直板方向受到恒定不變的電場(chǎng)力作用，因而可將此勻變速曲線運(yùn)動(dòng)視為沿平行板方向上的勻速直線運(yùn)動(dòng)與垂直板的方向上的初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)粒子恰好穿過(guò)電場(chǎng)時(shí)，它沿平行板的方向發(fā)生位移L所用時(shí)間，與垂直板方向上發(fā)生位移d/2所用時(shí)間相等，設(shè)兩板電壓為U，則有：利用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式分解分別表示兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)遵從的規(guī)律正確理解恰好穿過(guò)電場(chǎng)的含義當(dāng)入射速度變?yōu)関0/2，它沿平行板的方向發(fā)生位移L所用時(shí)間變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，由上式可知，粒子的電量變?yōu)樵瓉?lái)的1/4或兩板間距離增為原來(lái)的2倍時(shí)，均使粒子在與垂直板方向上發(fā)生位移

6、d/2所用時(shí)間增為原來(lái)的2倍，從而保證粒子仍恰好穿過(guò)電場(chǎng)，因此選項(xiàng)A、D正確思考：帶電粒子為什么做這樣的運(yùn)動(dòng)？應(yīng)滿足什么條件？運(yùn)用動(dòng)能定理研究帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)基本思路；根據(jù)電場(chǎng)力對(duì)帶電粒子做功的情況，分析粒子的動(dòng)能與勢(shì)能發(fā)生轉(zhuǎn)化的情況，運(yùn)用動(dòng)能定理或者運(yùn)用在電場(chǎng)中動(dòng)能與電勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化而它們的總和守恒的觀點(diǎn)，求解粒子的運(yùn)動(dòng)情況【例4】如下圖所示，質(zhì)量為m，電量為e的電子，從A點(diǎn)以速度v0垂直場(chǎng)強(qiáng)方向射入勻強(qiáng)電場(chǎng)中，從B點(diǎn)射出電場(chǎng)時(shí)的速度方向與電場(chǎng)線成120度角，則A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差是多少？解析：電子從A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程中，電場(chǎng)力對(duì)電子做正功，由動(dòng)能定理和幾何關(guān)系有：veUU這一思路對(duì)于帶電粒

7、子在任何電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)都適用（三）課堂練習(xí)1下列粒子從初速度為零的狀態(tài)經(jīng)過(guò)加速電壓為U的電場(chǎng)后，哪種粒子的速率最大 A質(zhì)子 B氘核 C粒子 D鈉離子2在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，將質(zhì)子和粒子由靜止釋放，若不計(jì)重力，當(dāng)它們獲得相同動(dòng)能時(shí)，質(zhì)子經(jīng)歷的時(shí)間t1和粒子經(jīng)歷的時(shí)間t2之比為 A11 B12 C21 D413如下圖所示，質(zhì)量為m，帶電量為+q的滑塊，沿絕緣斜面勻速下滑，當(dāng)滑塊滑至豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域時(shí)，滑塊的運(yùn)動(dòng)狀態(tài) A繼續(xù)勻速下滑B將加速下滑C將減速下滑D上述三種情況都有可能發(fā)生4平行金屬板板長(zhǎng)為L(zhǎng)，相距為d，兩板間電勢(shì)差為U帶電量為q，質(zhì)量為m的粒子以速度v垂直板間電場(chǎng)方向進(jìn)入板間電場(chǎng)區(qū)，并飛離出電

8、場(chǎng)區(qū)域，則其側(cè)移y的大小為 A與板長(zhǎng)L成正比B與板間距離成反比C與兩板間電勢(shì)差U成正比D與粒子初速度v成正比（四）能力訓(xùn)練5如下圖所示，兩平行金屬板間的距離為d，兩板間的電壓為U，今有一電子從兩板間的O點(diǎn)沿著垂直于板的方向射出到達(dá)A點(diǎn)后即返回，若OA距離為h，則此電子具有的初動(dòng)能是 Aedh/U BedhU CUe/（dh） DehU/d6平行板電容器豎直放置，板間距離為d，電壓為U，每個(gè)板帶電量為Q一個(gè)質(zhì)量為m，帶電量為q的粒子從兩板上端中點(diǎn)以初速度v豎直向下射入電場(chǎng)，打在右板的M點(diǎn)不計(jì)粒子的重力，現(xiàn)使右板向右平移d/2，而帶電粒子仍從原處射入電場(chǎng)，為了使粒子仍然打在M點(diǎn)，下列措施哪些可行 A保持Q、m、v不變，減小qB保持Q、U、v不變，減小q/mC保持Q、m、U不變，減小vD保持Q、m、U不變，增大v7兩帶有等量異種電荷的平行板間有一勻強(qiáng)電場(chǎng)，一個(gè)帶電粒子以平行于極板的方向進(jìn)入此電場(chǎng)，要使此粒子離開電場(chǎng)時(shí)偏轉(zhuǎn)距離為原來(lái)的1/2（不計(jì)粒子所受重力），可采用方法為 A使粒子初速為原來(lái)2倍B使粒子初動(dòng)能為原來(lái)2倍C使粒子初動(dòng)量為原來(lái)2倍D使兩板間電壓為原來(lái)2倍8如下圖所示，在平板電容器A、B兩板上加上如圖所示的交變電壓，開始時(shí)B板電勢(shì)比A板高，這時(shí)兩板中間原來(lái)靜止的電子在電場(chǎng)力作用下開始運(yùn)動(dòng)，設(shè)A、B兩板間的距離足夠大，則下述說(shuō)法中正確的是 A電子先向