§1.9带电粒子在电场中的运动1

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1、江苏省镇江中学2014级高一物理选修3-1教学案2015-5§1.9带电粒子在电场中的运动（第一节课）班级__________姓名__________学习目标1．会分析带电粒子在电场中的受力特点和运动特点。2．掌握带电粒子在电场中加速和偏转遵循的规律重点与难点1．重点：带电粒子在电场中的加速和偏转规律2．难点：带电粒子在电场中的偏转问题及应用诵读预热备注1.带电粒子在电场中受到静电力的作用，因此要产生加速度，速度的大小和方向都可能发生变化。对于质量很小的带电粒子，如电子，质子等，虽然它们也会受到

2、重力的作用，但重力远小于静电力，可以忽略。2.在现代科学实验和技术设备中，常常利用电场来改变或控制带电粒子的运动。利用电厂使带电粒子加速、利用电场使带电粒子偏转，就是两种最简单的情况。展示导入实验演示：带电粒子在电场中运动撞击气体而发出蓝色辉光，调节加速和偏转电压，观察带电粒子运动轨迹变化。思考：如何运用电场来控制或改变带电粒子的运动？探究准备阅读教材，完成下列填充：(1)常见带电粒子及受力特点：电子、质子、α粒子、离子等带电粒子在电场中受到的静电力远重力，通常情况下，重力可忽略；其他带电小球、

3、液滴、烟尘等，重力通常情况下不可忽略。（2）带电粒子在电场中加速如图所示，质量为m电荷量为q的带电粒子（重力不计）以初速度v0与电场线平行的方向射入板间距离为d的平行板电容器间，两板间电压为U。求带电粒子离开电场时的末速度.（尝试用两种方法求解）结论：如两极板间不是匀强电场该用何种方法求解？为什么？答：第5页（共4页）江苏省镇江中学2014级高一物理选修3-1教学案2015-5【例1】炽热的金属丝可以发射电子，如图所示，在炽热金属丝和金属板之间加以电压U=2500V，从炽热金属丝发射出的电子在真

4、空中被加速后，从金属板的小孔穿出．电子穿出后的速度有多大？（设电子刚从金属丝射出时的速度为零．电子的质量m=0.9×10 -30Kg，电子的电荷量e=1.6×10 -19C）合作探究带电粒子在匀强电场中的偏转质量为m电荷量为q的带电粒子（重力不计）以平行于极板的初速度v0射入长L板间距离为d的平行板电容器间，两板间电压为U(1)条件分析：带电粒子以初速度v0垂直于电场线方向进入匀强电场．(2)运动性质：运动．(3)处理方法：分解成相互垂直的两个方向上的，类似于．(4)运动规律：①垂直电场方向(x

5、方向):以初速度v0做运动，则速度vx=位移x=l=。②沿电场力方向(y方向)：做运动，则：加速度、vy=【例2】质量为、电荷量为的带电粒子以初速沿垂直于电场的方向，进入长为、间距为、电压为的平行金属板间的匀强电场中，粒子将做匀变速曲线运动，如图所示，若不计粒子重力，则可求出如下相关量：Udlqv0y（1）粒子穿越电场的时间（2）粒子离开电场时的侧移距离（3）粒子离开电场时的偏角第5页（共4页）江苏省镇江中学2014级高一物理选修3-1教学案2015-5当堂检测1若如图所示初速度为零的带电粒子先

6、经过电压为U0加速后，获得一定水平速度后，再进入长为、间距为、电压为的平行金属板间的匀强电场中偏转，求（1）偏转量y（2）偏转角（3）若粒子最终打在离电场S远处的荧光屏上，求偏转量Y。2让一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子的混合物经过同一加速电场由静止开始加速，然后在同一偏转电场里偏转，它们是否会分为三股？请说明理由。课后作业1．在如图所示的装置中，B和A两板间的电压为U，C和D两板间电压为2U从F处释放出一个无初速度的电子，电荷量为e.关于电子的运动，下列描述中哪些是正确的()A.电子到达B板

7、时的动能是eUB.电子从B板到达C板时动能不变C.电子到达D板时动能是3eUD.电子将在A板和D板之间往复运动2.如图在点电荷＋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，已知质子和α粒子的电性相同，带电量之比为1:2，质量之比为1:4，不计带电粒子的重力，则到达B点时，它们的速度大小之比为多少？第5页（共4页）江苏省镇江中学2014级高一物理选修3-1教学案2015-53一个初速度为零的电子，在场强为4.0×103V/m的匀强电场中被加速，求经过2.0×10-8s后，电子的速度

8、和动能。4.如图9—3—4所示一束带电粒子(不计重力)，垂直电场线方向进入偏转电场，试讨论在以下情况中，粒子应具备什么条件，才能得到相同的偏转距离y和偏转角φ.(U、d、l保持不变)（1）进入偏转电场的速度相同；（2）进入偏转电场的动能相同；（3）先由同一加速电场加速后，再进入偏转电场.Udlqv0y5一电子水平射入如图所示的电场中，射入时的速度V0=3.0X107m/s.两极板的长度为L=6.0cm，相距d=2cm，极板间电压U=200V.求电子离开电场时偏转的角度φ6两块平行的金属板A、