邢臺市育才中學(xué)高中物理學(xué)案帶電粒子在電場中的運動

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精課時1.9帶電粒子在電場中的運動【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.學(xué)習(xí)運用靜電力、電場強度等概念研究帶電粒子在電場中運動時的加速度、速度、位移等變化規(guī)律。2。學(xué)習(xí)運用靜電力做功、電勢、電勢差、等勢面等概念研究帶電粒子在電場中運動時的能量轉(zhuǎn)化規(guī)律。3。了解示波管的工作原理,體會電場知識在科技中的運用.【知識導(dǎo)學(xué)】1.帶電粒子在電場中的加速真空中有一對平行板,A板接電源的正極,B板接電源的負(fù)極,兩極板間形成勻強電場。在兩板間若要加速一個電子,獲得最大的速度，該電子應(yīng)從①B極板釋放。若極板間電勢差為U，電子質(zhì)量為m、電荷量為q，加速后的最大速度為②.2。帶電粒子在勻強電場中的偏轉(zhuǎn)（1)進入電場的方式：以初速度v0③垂直于電場線進入勻強電場。(2）受力特點:靜電力大?、懿蛔?且方向與初速度v0的方向⑤垂直。（3）運動特點：做⑥勻變速曲線運動，與力學(xué)中的平拋運動類似,故稱作⑦類平拋運動.（4）運動規(guī)律：運動3.示波管(1)示波器的核心部件是示波管,示波管是真空管，主要由三部分組成,這三部分分別是電子槍、偏轉(zhuǎn)電極、熒光屏。(2)工作原理:通過燈絲發(fā)射的電子在電子槍陰極和陽極間受靜電力的作用被加速,形成電子束，進入偏轉(zhuǎn)電極YY’、XX’。電子束在YY’、XX’中受到靜電力的作用,發(fā)生偏轉(zhuǎn),打到熒光屏上形成亮斑?！救包c”探究】主題1：帶電粒子在電場中的加速閱讀教材中“帶電粒子的加速”部分的內(nèi)容，回答下列問題。(1)教材中對圖1.9-1（計算粒子到達另一個極板時的速度)情形是從功能轉(zhuǎn)化角度運用動能定理分析的，你能否利用牛頓第二定律從動力學(xué)角度進行分析?（2）如果帶電粒子不是由靜止開始,而是以初速度v0從正極板向負(fù)極板運動,到達負(fù)極板時的速率是多少?如果沿著不同的路線，到達負(fù)極板時的速率相等嗎？主題2：類平拋運動閱讀教材中“帶電粒子的偏轉(zhuǎn)”和例題2中的內(nèi)容,回答下列問題。(1)例題2中帶電粒子在電場中受到的靜電力是恒力嗎?為什么?粒子受到的靜電力的方向與其初速度的方向是什么關(guān)系？（2）把帶電粒子在偏轉(zhuǎn)電極中的運動與研究平拋運動的方法進行類比.為什么我們常把垂直射入勻強電場的帶電粒子的運動叫作類平拋運動，它與平拋運動有哪些相似之處?又有哪些不同之處？主題3:帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)（1)在例題2中電子射出極板后將做什么運動？是否仍然可以用分運動的合成來研究其在電場外的運動?（2）在例題2中，電子穿出極板的時間為t=,如果增大極板間電勢差U，電子是否可能飛不出極板?如果飛不出極板,電子將落在哪里？電子運動的時間由哪些量決定？主題4:示波管的原理閱讀教材中“示波管的原理”的內(nèi)容，回答下列問題.(1）如果建立如圖坐標(biāo)系把熒光屏分為四個象限，那么要電子打在第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ象限,應(yīng)該分別在YY'、XX'上加什么樣的電壓？(2）如果XX'上不加電壓，僅在YY'上加變化的電壓,那么熒光屏上的亮斑將會在什么位置移動?如果同時在XX’上加上鋸齒形掃描電壓，將會起到什么效果？【知識運用】1。下列粒子從初速度為零的狀態(tài)經(jīng)過電壓為U的電場加速后，粒子速度最大的是（）。A。質(zhì)子B。氘核C。氦核D。鈉離子Na+2.圖示是示波管的原理圖,下列說法正確的是().A.示波管內(nèi)要抽成真空B。電子槍兩極間可接交流電壓C.在偏轉(zhuǎn)電極XX’加上偏轉(zhuǎn)電壓會使電子在水平方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)D.通過熒光屏上出現(xiàn)的亮斑才能顯現(xiàn)電子的位置3.一帶電粒子在電場中只受靜電力作用時，它不可能出現(xiàn)的運動狀態(tài)是().A.勻速直線運動B。勻加速直線運動C。勻變速曲線運動D.勻速圓周運動4。如圖所示,一質(zhì)量為4。0×10-15kg、電荷量為2.0×10—9C的帶正電質(zhì)點，以4。0×104m/s的速度垂直于電場方向從a點進入勻強電場區(qū)域,并從b點離開電場區(qū)域。離開電場時的速度為5.0×104m/s,由此可知，電場中a、b兩點間的電勢差φa-【拓展提升】拓展一、帶電粒子在電場中的加速1.如圖所示,在點電荷+Q的電場中有A、B兩點，將質(zhì)子和α粒子分別從A點由靜止釋放,到達B點時，它們的速度大小之比為多少？（α粒子是指失去電子的氦核)拓展二、帶電粒子在勻強電場中偏轉(zhuǎn)問題的分析2.如圖所示,在兩條平行的虛線內(nèi)存在著寬度為L、電場強度為E的勻強電場,在與右側(cè)虛線相距也為L處有一與電場平行的屏?，F(xiàn)有一電荷量為+q、質(zhì)量為m的帶電粒子（重力不計),以垂直于電場線方向的初速度v0射入電場中，v0方向的延長