重庆市开县中学高中物理《1.9带电粒子在电场中的运动》导学案新人教版选修3-1

1、-1 -重庆市开县中学高二物理 1.9 带电粒子在电场中的运动导学案（新课标人教版 3-1）【学习目标】1. 通过带电粒子在电场中的受力情况和运动情况，能分析其运动规律2. 能分析解决带电粒子在电场中的加速和偏转问题；2.能够根据力的观点和能的观点求解带电粒子在电场中的运动；3. 阅读教材和观察示波管的实物，明白示波管的构造和基本原理 . 重点：带电粒子在匀强电场中的运动规律难点：运用电学知识和力学知识综合处理偏转问题。【知识铺垫】问 1:带电粒子在电场中的运动可能有几种运动形式？问 2:分析带电粒子运动形式的思路问 3:带电粒子在电场中要受到哪些力的作用？练一练 1: 一个电子的质量为 0.

2、91x10-30kg,电荷量 e=1.6x10-19C,当它在 E=5X104V/m 的电 场中时：受到的重力 G 为多大？受到的电场力 F 为多大？ F/G= ?你会发现什么？练一练 2:带电粒子在电场中处于静止状态，该粒子带正电还是负电？【模块一】带电粒子在电场中的加速做一做：如图所示，在真空中有一对平行金属板，两板间加以电压U。两板间有一带正电荷 q的带电粒子。 它在电场力的作用下， 由静止开始从正极板向负极板运动， 到达负板时的速度 有多大？（不考虑粒子的重力，请用两种方法求解）o .吭如两极板间不是匀强电场该用何种方法求解？为什么?练一练：下列粒子由静止经加速电压为U 的电场加速后，

3、哪种粒子动能最大（）哪种粒子速度最大()A 、质子B、电子C、氘核D、氦核【模块二】带电粒子在电场中的偏转根据右图回答：|，+ + + +-4-+1.q的受力怎样？一 q 的受力又怎样？（13.与学过的哪种运动形式类似？并试分析2.水平方向和竖直方向的运动性质怎样?U-&-3 -练一练 1、质子（质量为 m 电量为 e）和二价氦离子（质量为 4m 电量为 2e）以相同的初动能垂直射入同一偏转电场中，离开电场后，它们的偏转角正切之比为为_ 。练一练 2、如图，三个电子在同一地点同时沿同一直线垂直飞入偏转电场。则由此可判断 （ ）A、 b 和 c 同时飞离电场_ _ _ _B、 在 b 飞

4、离电场的瞬间，a刚好打在下极板上C、 进入电场时， c 速度最大，a速度最小 D c 的动能增量最小，a和 b 的动能增量一样大曲【模块三】示波管原理阅读教材，结合示波管的原理图思考以下问题：问 1、如果在电极 XX之间和 YY之间都不加电压，电子将打在荧光屏的什么位置？问 2、如果在电极 XX 之间不加电压，而在 YY之间加不变电压，使 Y 的电势比 Y高，电 子将打在荧光屏的什么位置？若Y的电势比 Y 高呢？问 3、如果在电极 YY之间不加电压，但在 XX之间加不变电压，使 X 的电势比 X高，电 子将打在荧光屏的什么位置？若X的电势比 X 高呢？问 4、如果在电极 YY之间加不变电压，使

5、 Y 的电势比 Y高，在 XX之间加不变电压，使 X 的电势比X高，电子将打在荧光屏的什么位置？第二课时（拓展例与练）:【拓展一】加速与偏转一体例:离子发生器发射出一束质量为m电荷量为q的负离子，从静止经加速电压Ui加速后， 沿垂直于电场线方向射入两平行板中央，受偏转电压U作用后，以速度V离开电场，已知平行板长为L,两板间距离为d,求:1 ）离子在偏转电场中运动的时间、 加速度、速度 v 的大小;2）离子在离开偏转电场时的沿电场方向的偏移量和偏转角的正切值。，侧移之比3.与学过的哪种运动形式类似？并试分析练一练：1.如图所示，初速度为零的a粒子和电子在电势差为U 的电场中加速后，垂直进入电势差

6、为 U 的偏转电场，在满足电子能射出偏转电场的条件下，正确的说法是（）A.a粒子的偏转量大于电子的偏转量u，B.a粒子的偏转量小于电子的偏转量C.a粒子的偏转角大于电子的偏转角|D.a粒子的偏转角等于电子的偏转角2.如图，电子在电势差为U 的加速电场中由静止开始加速，然后射入电势差为U2的两块平行极板间的电场中，入射方向跟极板平行。整个装置处在真空中，重力可忽略。在满足电子能射出平行板区的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角B变大的是 （）A、U 变大、Ua 变大B、U 变小、U2变大C、U 变大、U2变小D、U 变小、U2变小【拓展二】带电粒子的先加速再偏转后匀速 例:一个电荷量为-

7、q 质量为 m 的带电粒子，由静止进入一个电压为 U 的加速电场加速后， 又垂 直进入一个电压为 U2的偏转电场，经偏转电场偏转后打在荧光屏上，整个装置如图示（不计粒子的重力）.求：（1）出偏转电场时的偏移距离y;（2）出偏转电场时的偏转角0（3）打在荧光屏上时的偏移距离Y.练一练：如图所示，二价氦离子和质子的混合体，经同一加速电场加速后，垂直射入同一偏转电场中，偏转后，打在同一荧光屏上，则它们（）A 、侧移距离相同B 、偏转角相同C、到达屏上同一点D、到达屏上不同点【知识评价】1 电子从负极板的边缘垂直进入匀强电场，恰好从正极板边缘飞出，如图所示，现在保 持两极板间的电压不变，使两极板间的距

8、离变为原来的2 倍，电子的入射方向及位置不变,且要电子仍从正极板边缘飞出，则电子入射的初速度大小应为原来的（21rA.B C . 2 D 2222 .下列带电粒子经过电压为U 的电压加速后，如果它们的初速度均为大的粒子是（）A.质子 B .氚核 C .氦核 D.钠离子 Na*Ui)0,则获得速度最-5 -3.如图所示，一电子具有 100 eV 的动能.从 A 点垂直于电场线飞入 匀强电场中，当从 D 点飞出电场时，速度方向跟电场强度方向成1500角.则-6 -A B两点之间的电势差 LAB=V .4.静止在太空中的飞行器上有一种装置，它利用电场加速带电粒子形成向外发射的高速 电子流，从而对飞行器产生反冲力，使其获得加速度已知飞行器质量为M 发射的是 2 价氧离子.发射离子的功率恒为P,加速的电压为 U,每个氧离子的质量为m 单位电荷的电荷量为e.不计发射氧离子后飞行器质量的变化，求：(1)射出的氧离子速度.(2)每秒钟射出的氧离子数.(离子速度远大于飞行器的速度，分 析时可认为飞行器始终静止不动)5.如图所示一质量为 m 带电荷量为+q 的小球从距地面高h 处以一定初速度水平抛出，