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.doc

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1、带电粒子在电场中的运动【学习目标】1、理解带电粒子在电场中的运动规律，并能分析解决加速和偏转方向的问题．2、知道示波管的构造和基本原理．【重点难点】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【导思】一．带电粒子的加速（1）动力学分析：带电粒子沿与电场线平行方向进入电场，受到的电场力与运动方向在同一直线上，做加(减)速直线运动，如果是匀强电场，则做匀加(减)速运动．（2）功能关系分析：粒子只受电场力作用，动能变化量等于电势能的变化量．(初速度为零)；此式适用于一切电场．二．带电粒子的偏转（1）动力学分析：带电粒子以速度v0垂直于电场线方向飞入两带电平行板产生

2、的匀强电场中，受到恒定的与初速度方向成900角的电场力作用而做匀变速曲线运动(类平抛运动)．（2）运动的分析方法(看成类平抛运动)：①沿初速度方向做速度为v0的匀速直线运动．②沿电场力方向做初速度为零的匀加速直线运动．三．示波器（1）构成：示波器的核心部件是____________，示波管由电子枪、____________和荧光屏组成，管内抽成真空．（2）原理偏转电压：扫描电压：【导学】探究一:探究带电粒子的偏转如图所示，离子发生器发射出一束质量为m，电荷量为q的离子，从静止经加速电压U1加速后，获得速度v0，并沿垂直于电场线方向射入两平行板中央，受偏转电压U2作用后，以速度离开电场，已知

3、平行板长为l，两板间距离为d，求：①v0的大小；②离子在偏转电场中运动时间t；③离子在偏转电场中受到的电场力的大小F；④离子在偏转电场中的加速度；⑤离子在离开偏转电场时的横向速度；⑥离子在离开偏转电场时的速度的大小；⑦离子在离开偏转电场时的横向偏移量y；⑧离子离开偏转电场时的偏转角θ的正切值tanθ探究二:示波器图像与偏转电压和扫描电压关系课本P36思考与讨论【导练】【例题1】如图所示，电子由静止开始从A板向B板运动，当到达B极板时速度为v，保持两板间电压不变，则(　　)A．当增大两板间距离时，v也增大B．当减小两板间距离时，v增大C．当改变两板间距离时，v不变D．当增大两板间距离时，电子

4、在两板间运动的时间也增大【例题2】如图5甲所示，在真空中足够大的绝缘水平地面上，一个质量为m＝0.2kg、带电荷量为q＝＋2.0×10－6C的小物块处于静止状态，小物块与地面间的摩擦因数μ＝0.1.从t＝0时刻开始，空间上加一个如图乙所示的电场．(取水平向右的方向为正方向，g取10m/s2)求：（1）4秒内小物块的位移大小；（2）4秒内电场力对小物块所做的功．　【例题3】如图，A、B是一对平行金属板，在两板间加有周期为T的交变电压U0，A板电势φA=0，B板电势φB随时间t变化规律如图．现有一电子从A板的小孔进入两板间的电场中，设电子的初速和重力的影响均可忽略，则（   ）A．若电子是在t

5、=0时刻进入的，它将一直向B板运动B．若电子是在t=T/8时刻进入的，它可能时而向B板运动，时而向A板运动，最后打在B板上C．若电子是在t=3T/8时刻进入的，它可能时而向B板运动，时而向A板运动，最后打在B板上D．若电子是在t=T/2时刻进入的，它可能时而向B板运动，时而向A板运动【例题4】示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，如图所示．如果在荧光屏上P点出现亮斑，那么偏转电极XX′中的极板X'应带______电；偏转电极YY′中的极板Y应带______电．（填“正”或“负”）【例题5】如图所示为一真空示波管的示意图，电子从灯丝K发出（初速度可忽略不计），经灯丝与A

6、板间的电压U1加速，从A板中心孔沿中心线KO射出，然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中（偏转电场可视为匀强电场），电子进入M、N间电场时的速度与电场方向垂直，电子经过电场后打在荧光屏上的P点。已知M、N两板间的电压为U2，两板间的距离为d，板长为L，电子的质量为m，电荷量为e，不计电子受到的重力及它们之间的相互作用力。（1）求电子穿过A板时速度的大小；（2）求电子从偏转电场射出时的侧移量；（3）若要电子打在荧光屏上P点的上方，可采取哪些措施？