高中物理 帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動導(dǎo)學(xué)案 新人教版選修

1、高中物理人教版選修3-1導(dǎo)學(xué)案：帶電粒子在磁場中的運(yùn)動 質(zhì)譜儀 回旋加速器【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、熟練掌握帶電粒子在電場中的運(yùn)動規(guī)律，只受電場力作用時，會從力和能的轉(zhuǎn)化兩個角度來解決問題。2、理解并掌握帶電粒子在電場中偏轉(zhuǎn)的原理，掌握初速度與場強(qiáng)方向垂直的帶電粒子在電場中的運(yùn)動類平拋運(yùn)動。3、知道示波管的構(gòu)造和原理【學(xué)習(xí)重點(diǎn)和難點(diǎn)】帶電粒子在電場中的加速和偏轉(zhuǎn)規(guī)律及有關(guān)計(jì)算?！臼褂谜f明及學(xué)法指導(dǎo)】本學(xué)案是平拋運(yùn)動規(guī)律在勻強(qiáng)電場中的具體應(yīng)用，在高考中是命題的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。建議第一課時在教師的指導(dǎo)下先認(rèn)真閱讀教材，初步掌握課前預(yù)習(xí)案的內(nèi)容。第二課時通過小組合作深入理解本學(xué)案的基本內(nèi)容。第三課時通過探究展示課

2、加深對本部分重點(diǎn)和難點(diǎn)知識的理解。【課前預(yù)習(xí)案】一、知識點(diǎn)一、帶電粒子在電場中加速1、常見帶電粒子及受力特點(diǎn)電子、質(zhì)子、粒子（氦原子核He）等帶電粒子在電場中受到的靜電力（與重力相比） _重力，通常情況下，重力可以 。 常見的勻強(qiáng)電場是由兩互相靠近的平行金屬板在兩極板間加上電壓后形成的，下面的分析都是已知兩板間距離為d、兩板間所加電場為U。2、平行金屬板間電場場強(qiáng)和電勢差的關(guān)系：E=_,或U=_。3、帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的加速若帶電粒子以與電場線平行的方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場，初速度不計(jì)，帶電粒子做_ 運(yùn)動，此類問題有兩種處理方法：（1）運(yùn)用運(yùn)動學(xué)和牛頓第二定律求解：帶電粒子在電場中受到的電場力F=_

3、=_,產(chǎn)生的加速度為a=_。由v 2=2as有v =_。（2）用動能定理求解粒子動能的變化或末速度:由動能定理 ，如果粒子初速度為零，則獲得的速度為v=_。4、帶電粒子在非勻強(qiáng)電場中的加速用動能定理求解粒子動能的變化或末速度。方法：動能定理 如果粒子初速度為零，則獲得的速度為v=_。檢測1、下列帶電粒子均從初速為零的狀態(tài)開始在電場力作用下做加速運(yùn)動，經(jīng)過相同的電勢差U后，哪個粒子獲得的速度最大()A.質(zhì)子B.氘核C.粒子D.鈉離子二、知識點(diǎn)二、帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)已知偏轉(zhuǎn)電場的電壓為U，板間距離為d，板的長度為L。1、進(jìn)入電場的方式：以初速度垂直于電場線方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場E=_。2、受力特點(diǎn)：

4、電場力大小F=_ ，且方向與初速度的方向 。3、運(yùn)動特點(diǎn)：與運(yùn)動學(xué)中的 運(yùn)動相似。檢測1、請根據(jù)上圖帶電粒子的運(yùn)動圖象，將末速度v反向延長，可推導(dǎo)出帶電粒子“似乎”是從偏轉(zhuǎn)電場極板水平線中間沿直線飛出的。檢測2、一電子以初速度v0沿垂直場強(qiáng)方向射入兩平行金屬板間的勻強(qiáng)電場中，現(xiàn)減小兩板間的電壓，則電子穿越兩平行板所需的時間()A隨電壓的減小而減小B隨電壓的減小而增大C與電壓無關(guān)D隨兩板間距離的增大而減小檢測3、如圖所示，P和Q為兩平行金屬板，板間電壓為U，在P板附近有一電子由靜止開始向Q板運(yùn)動。關(guān)于電子到達(dá)Q板時的速率，下列說法正確的是（ ）A兩板間距離越大，加速時間越長，獲得的速率就越大B兩

5、板間距離越小，加速度越大，獲得的速率就越大C與兩板間距離無關(guān)，僅與加速電壓U有關(guān)D以上說法都不正確三、知識點(diǎn)三、示波管1、構(gòu)造及功能(1)電子槍：發(fā)射并_電子。yyv0LL(2)偏轉(zhuǎn)電極YY：使電子束_偏轉(zhuǎn)(加信號電壓)XX：使電子束_偏轉(zhuǎn)(加掃描電壓)(3)熒光屏 (4)玻殼2、工作原理：如圖所示（以Y Y偏轉(zhuǎn)為例）（1）電子在偏轉(zhuǎn)電場中做_運(yùn)動。（2）電子打出偏轉(zhuǎn)電場后，做_運(yùn)動,電子打在屏上位置 檢測1、示波管如上圖所示，當(dāng)兩偏轉(zhuǎn)電極XX、YY電壓為零時，電子槍發(fā)射的電子經(jīng)加速電場加速后會打在熒光屏上的正中間(圖示坐標(biāo)的O點(diǎn)，其中x軸與XX電場的場強(qiáng)方向重合，x軸正方向垂直于紙面向里，y

6、軸與YY電場的場強(qiáng)方向重合，y軸正方向豎直向上)若要電子打在圖示坐標(biāo)的第象限，則()AX、Y極接電源的正極，X、Y接電源的負(fù)極BX、Y極接電源的正極，X、Y接電源的負(fù)極CX、Y極接電源的正極，X、Y接電源的負(fù)極DX、Y極接電源的正極，X、Y接電源的負(fù)極【課內(nèi)探究案】1、如圖所示，氕、氘、氚的原子核自初速為零經(jīng)同一電場加速后，又經(jīng)同一勻強(qiáng)電場偏轉(zhuǎn)，最后打在熒光屏上，那么()A經(jīng)過加速電場過程，電場力對氚核做的功最多B經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場過程，電場力對三種核做的功一樣多C三種原子核打在屏上時的速度一樣大D三種原子核都打在屏上的同一位置上2、如圖所示，M、N是真空中的兩塊平行金屬板，質(zhì)量為m、電荷量為q的帶

7、電粒子，以初速度v0由小孔進(jìn)入電場，當(dāng)M、N間電壓為U時，粒子恰好能到達(dá)N板，如果要使這個帶電粒子到達(dá)M、N板間距的后返回，下列措施中能滿足要求的是(不計(jì)帶電粒子的重力)()A使初速度減為原來的B使M、N間電壓加倍 C使M、N間電壓提高到原來的4倍D使初速度和M、N間電壓都減為原來的 3、帶電粒子經(jīng)加速電場加速后垂直進(jìn)入兩平行金屬板間的偏轉(zhuǎn)電場，要使它離開偏轉(zhuǎn)電場時偏轉(zhuǎn)角增大，可采用的方法有()A增加帶電粒子的電荷量 B增加帶電粒子的質(zhì)量C增大加速電壓 D增大偏轉(zhuǎn)電壓4、如圖所示，A為粒子源，F(xiàn)為熒光屏。在A和極板B間的加速電壓為U1，在兩水平放置的平行導(dǎo)體板C、D間加有偏轉(zhuǎn)電壓U2?，F(xiàn)分別有質(zhì)子和粒子由靜止從A發(fā)出，經(jīng)加速后以水平速度進(jìn)入C、D間，最后打到F板上。不計(jì)粒子的重力，它們能打到F的同一位置上嗎？5、如圖所示，A、B為兩塊足夠大的平行金屬板，距離為d，接在電壓為U的電源上。在A板的中央P點(diǎn)處放置一個電子放射源，可以向各個方向釋放電子。設(shè)電子的質(zhì)量為m、電荷量為e，射出時的初速度為V求電子打在B板上的區(qū)域面積?(不計(jì)電子的重力)【拓展提升