§1.9带电粒子在电场中的运动

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1、2011-2012学年高一物理第二学期选修3-1活动单§1.9带电粒子在电场中的运动学习目标：（一）知识与技能1．掌握带电粒子在匀强电场中的运动——只受电场力，带电粒子做匀变速运动。2．掌握初速度与场强方向垂直的带电粒子在电场中的运动(类平抛运动)。（二）过程与方法培养学生综合运用力学和电学的知识分析解决带电粒子在电场中的运动。（三）情感态度与价值观1．渗透物理学方法：运用理想化方法，突出主要因素，忽略次要因素--不计粒子重力。2．培养学生综合分析问题的能力，体会物理知识的实际应用。重点：带电粒

2、子在电场中的加速和偏转规律难点：带电粒子在电场中的偏转问题及应用。活动过程：活动一、通过受力分析，学会判断带电体在电场中运动时是否考虑重力1.下列情况下需要考虑重力的有（）A.一质量为m、带电量为+q的小球在如图a所示的电场中水平向右做匀速运动B.一质量为m、带电量为+q的质子在如图b所示的电场中水平向右做匀加速运动C.一质量为m、带电量为-q的液滴在如图c所示的电场中水平向右做匀加速运动小结：判断带电粒子的重力是否可以忽略，这要依据具体情况而定，电子、质子等微观粒子，一般情况其所受的电场力远大

3、于重力，受力分析时忽略重力；液滴、尘埃、小球等宏观带电体受力分析时能否忽略重力由题设条件决定，有时还应根据题目的隐含条件来判断。活动二、研究带电粒子在电场中加速，完成下列题组，掌握带电粒子在电场中匀变速直线运动相关方面处理方法例题1.一质量m=9.0×10-31kg、电荷量为q=-1.6×10-19C的电子在真空中由A点飘进电场中，试求电子从B点射出时的速度大小。已知UAB=-45V,d=2cm。变式训练1：一质量m=9.0×10-31kg、电荷量为q=-1.6×10-19C的电子在真空中由A点

4、以v0=3×106m/s射进电场中，试求电子从B点射出时的速度大小。已知UAB=-45V,d=2cm。变式训练2：一质量m=9.0×10-31kg、电荷量为q=-1.6×10-19C的电子在真空中由B点以v0=3×106m/s射进电场中，试判断电子能否从A点射出。已知UAB=-45V,d=2cm。32011-2012学年高一物理第二学期选修3-1活动单小结：物理模型：带电粒子（不计重力）在电场中运动的一类问题：当v∥E（加速电场）时，粒子做匀加速（减速）直线运动。基本处理方法：①力的观点：，运动

5、学方程：；②能量的观点（动能定理）：思考：此式是否仅适用于匀强电场中的匀变速直线运动？此式为动能定理的表达式，与电场是否匀强关，与带电粒子的运动性质、轨迹形状关。活动三、研究带电粒子在电场中的偏转，完成以下小题，学会推导相关量的表达式例题3.质量m=2×10－8kg，电荷量q=+5×10-3C的带电粒子，以速度v0=5×105m/s的速度从水平放置的平行板A、B的中央水平飞入电场，已知金属板长L=0.1m，板间距离d=2×10－2m，两板之间的电压UAB=2×104V。（1）试作出粒子运动的轨迹

6、；（2）求带电粒子射出电场时沿垂直于板方向偏移的距离（又叫侧移距离）y；（3）求速度偏转角θ（用三角函数表示）；小结：物理模型：带电粒子（不计自身的重力）在电场运动的第二类问题：当v⊥E（偏转电场）时，粒子做。运动特点：沿电场方向（或反向）做运动，垂直于电场方向做运动，这种运动叫类平抛运动。基本处理方法：同平抛运动（运动的合成与分解），即：力的观点①加速度：32011-2012学年高一物理第二学期选修3-1活动单②位移：③速度：④能量的观点（动能定理）：注：若粒子从电场中O点射进，O＇点射出，则

7、O、O＇两点间电势差U＇一般不等于两个极板之间的电势差U，而是U＇=在什么情况下U＇=U？ULdv0m，qyvtθθv0vy例题4.若不同的带电粒子从静止经过电压为U1的电场加速后进入电压为U2的偏转电场，试计算：它们飞出电场时的速度偏转角θ（用三角函数表示）和侧移距离y并将之比较。（设粒子的质量为m、电量为q，偏转电场两极板的板长为L，间距为d。）小结：若不同的带电粒子从静止经过电压为U1的加速电场加速后进入电压为U2的偏转电场，带电粒子出偏转电场时：⑴侧移距离：⑵偏角：=注意到，说明穿出时刻

8、的末速度的反向延长线与初速度延长线交点恰好在水平位移的中点。这一点和平抛运动的结论相同。（见上右图）活动四、课堂反馈反馈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，电子在两板间运动的时间也增大反馈2．如图所示，质量为m、电荷量为q的带电粒子，以初速度v0垂直射入场强为E方向竖直向下的匀强电场中，该粒子在电场中的经历时间____