1.9《带电粒子在电场中的运动》精品学案
1.9 带电粒子在电场中的运动导学案(2课时)
1.9 示波管的原理带电粒子在电场中的运动(2课时)班级小组姓名评价【学习目标】1.了解示波管的工作原理,体会静电场知识在科学技术中的应用2.会综合利用力和运动的观点和功和能的观点分析带电粒子在电中的运动【重点】带电粒子在复合场中的运动【难点】示波管的工作原理,【自主预习案】1.示波管的构造:示波管主要由______、______和______三部分组成。
管内抽成______，电子枪通电后发射______，在______电场作用下被加速，然后进入______电场，最后打到荧光屏上使荧光粉发光。
偏转电极一般有相互______的两组，一组控制______偏转，一组控制______偏转。
电子经过偏转电场后打到荧光屏上使荧光粉发光。
2.阅读教材：P37在密立根实验中，请导出计算油滴电荷量的表达式，需要测量哪些物理量？【合作探究案】探究一示波管的原理;问题1水平放置的两块平行金属板长L，两板间距d，两板间电压为U，偏转电场左侧到荧光屏的距离为S,且上板为正，一个电子沿水平方向以速度v0，从两板中间射入，如图，求：电子离开电场后，打在屏上的P点，求OP的长度？与哪些因素有关?阅读教材，试根据示波管的构造和原理画出下面各种情况荧光屏上显示的图形：①XX′和YY′都不加电压②XX′不加电压，YY′加图1电压③YY′不加电压，XX′加图1电压④XX′不加电压，YY′加图3电压⑤YY′不加电压，XX′加图3电压⑥XX′加图1电压，YY′加图3电压⑦XX′加图3电压，YY′加图1电压⑥XX′加图2电压，YY′加图3电压例题1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，那么示波管中的()A．极板X应带正电B．极板X′应带正电C．极板Y应带正电D．极板Y′应带正电探究二带电粒子在复合场中的运动例题2如图所示，在真空室中有两个水平的金属板，板间的距离为h.有一质量为m的小油滴，带电荷量为q，自上极板的下表面处由静止开始自由下落，当它运动到两极板间距离的中点时，给两极板加电压U，使电荷受到向上的力．当电压等于多大时，才能使小油滴在刚好接近下极板时，开始向上运动？例题3半径为r的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内，环上套有一个质量为m、带正电的珠子，空间存在水平向右的匀强电场，如图所示．珠子所受静电力是其重力的3/4，将珠子从环上最低位置A点由静止释放，则：(1)珠子所能获得的最大动能是多大？(2)珠子对环的最大压力是多大？【当堂检测】1.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＝0.2 kg、带电荷量为q ＝＋2.0×10－6 C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10 m/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．。
1.9带电粒子在电场中的运动导学案
§1.9 带电粒子在电场中的运动编号008使用人【学习目标】1.理解带电粒子在电场中的运动规律，只受电场力时，带电粒子做匀变速运动．学会从力和能的转化两个角度来解决问题。
2.理解并掌握带电粒子在电场中偏转的原理，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．【学习重点】带电粒子在匀强电场中的运动规律【学习难点】运用电学知识和力学知识综合处理偏转问题【自主学习】一、带电粒子的加速1．带电粒子：对于质量很小的带电粒子，如电子、质子等，虽然它们也会受到万有引力(重力)的作用，但一般来说________静电力，可以忽略．2．带电粒子被加速：在匀强电场E中，被加速的粒子电荷量为q，质量为m，从静止开始加速的距离为d，加速后的速度为v，这些物理量间的关系满足________：qEd＝12mv2.在非匀强电场中，若粒子运动的初末位置的电势差为U，动能定理表达为：________.一般情况下带电粒子被加速后的速度可表示成：v＝2qU m.二、带电粒子的偏转带电粒子的电荷量为q，质量为m，以初速度v0垂直电场线射入两极板间的匀强电场．板长为l、板间距为d，两极板间的电势差为U.1．粒子在v0的方向上做________直线运动，穿越两极板的时间为：________.2．粒子在垂直于v0的方向上做初速度__________的________速直线运动：加速度为：a＝qUdm.粒子离开电场时在电场方向上偏离原射入方向的距离称为________距离，用y表示，离开电场时速度方向跟射入时的初速度方向的夹角称为__________，用θ表示．偏移距离为：y＝12at2＝__________，偏转角：tanθ＝v⊥v0＝__________.三、示波管的原理1．示波管的构造：示波管是一个真空电子管，主要由三部分组成，分别是：____________、两对__________和____________．2．示波管的基本原理：电子在加速电场中被________，在偏转电场中被________．【合作探究】一、带电粒子的加速[问题情境]带电粒子在电场中受静电力作用，我们可以利用电场来控制粒子，使它加速或偏转．直线加速器就是在真空金属管中加上高频交变电场使带电粒子获得高能的装置(如图1所示)，它能帮助人们更深入地认识微观世界．你知道它的加速原理吗？1．带电粒子在电场中受哪些力作用？重力可以忽略吗？2．带电粒子进入电场后一定沿直线加速吗？沿直线加速(或减速)需要什么条件？3．有哪些方法可以处理带电粒子的加速问题？（见课本推导过程）二、带电粒子的偏转[问题情境]1．带电粒子以初速度v0垂直电场方向射入匀强电场，不计重力作用，它的受力有什么特点？2．它的运动规律与什么运动相似？3．推导粒子离开电场时沿垂直于极板方向的偏移量和偏转的角度．（见课本推导过程）三、示波器原理[问题情境]1．示波管主要由哪几部分构成？师生札记：第1页共4页第1页共4页第2页共4页2．电子枪和偏转电极分别利用了本节哪一部分的知识？3．回答课本“思考与讨论”部分的问题．【自我检测】1．下列粒子从静止状态经过电压为U 的电场加速后，速度最大的是( )A ．质子(11H)B ．氘核(21H)C ．α粒子(42He)D ．钠离子(Na ＋)2. 如图所示，两平行金属板相距为d ，电势差为U ，一电子质量为m ，电荷量为e ，从O 点沿垂直于极板的方向射出，最远到达A 点，然后返回，如图所示，OA ＝h ，此电子具有的初动能是( )A .edhU B ．edUh C .eU dh D .eUh d3．有一束正离子，以相同速率从同一位置进入带电平行板电容器的匀强电场中，所有离子的运动轨迹一样，说明所有离子( ) A ．具有相同的质量 B ．具有相同的电荷量 C ．具有相同的比荷D ．属于同一元素的同位素4、如图所示，竖直安放的A 、B 两平行板相距h ，上板 A 带正电，现有质量m ，带电量为+q 的小球，在B 板下方距离H 处，以初速v 0竖直向上从B 板小孔进入板间电场，欲使小球刚好能到A 板，则A 、B间电势差U AB = 。
1.9《带电粒子在电场中的运动》教案
第九节、带电粒子在电场中的运动（2课时）教学目标（一）知识与技能1．了解带电粒子在电场中的运动——只受电场力，带电粒子做匀变速运动。
2．重点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)。
3．知道示波管的主要构造和工作原理。
（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．渗透物理学方法的教育：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。
教学过程：1．带电粒子在电场中的运动情况（平衡、加速和减速）⑴．若带电粒子在电场中所受合力为零时，粒子将保持静止状态或匀速直线运动状态。
例：带电粒子在电场中处于静止状态，该粒子带正电还是负电?分析：带电粒子处于静止状态，∑F＝0，mgqE ，因为所受重力竖直向下，所以所受电场力必为竖直向上。
又因为场强方向竖直向下，所以带电体带负电。
⑵．若只受电场力且与初速度方向在同一直线上，带电粒子将做加速或减速直线运动。
(变速直线运动)课本例题1。
2．带电粒子在电场中的偏转（不计重力，且初速度v0⊥E，则带电粒子将在电场中做类平抛运动）课本例题2。
【讨论】：若这里的粒子不是电子，而是一般的带电粒子，则需考虑重力，上列各式又需怎样列？选学3．示波管的原理（1）示波器：用来观察电信号随时间变化的电子仪器。
其核心部分是示波管（2）示波管的构造：由电子枪、偏转电极和荧光屏组成（如图）。
（3）原理：利用了电子的惯性小、荧光物质的荧光特性和人的视觉暂留等，灵敏、直观地显示出电信号随间变化的图线。
◎让学生对课本的【思考与讨论】进行讨论。
（三）小结：2、研究带电粒子在电场中运动的两类重要的思维技巧（四）作业：1、引导学生完成问题与练习。
2、阅读教材内容，【科学足迹】、【科学漫步】。
高中物理选修3-1.9(带电粒子在电场中的运动导学案)
第九节《带电粒子在电场中的运动》导学案【学习目标】1.掌握带电粒子在匀强电场中的加速问题的处理方法；2.掌握带电粒子在匀强电场中的偏转问题的处理方法.【预习】1、 带电粒子：如电子、质子、原子核等，一般情况下，重力<<电场力，重力可忽略不计。
2、 物体做直线运动和曲线运动的条件？3、 带电粒子沿电场线方向进入匀强电场后，分析其运动状态？4、 带电粒子以初速v 0 垂直于电场线方向飞入匀强电场，分析其运动状态？【教学过程】1、带电粒子在匀强电场中的加速：例1：如图，A 、B 两足够大的金属板间电压为U ，间距为d ，一质子带电量为q ，质量为m ，由静止从A 板出发，求质子到达B 板时的速度。
练习一、如图所示的电场中有A 、B 两点，A 、B 的电势差U AB ＝100V ，一个质量为m =2.0×10-12kg 、电量为q =－5.0×10-8C 的带电粒子，以初速度v 0 =3.0×103m/s 由A 点运动到B 点，求粒子到达B 点时的速率。
（不计粒子重力）练习二、下列粒子由静止经加速电压为U 的电场加速后，哪种粒子动能最大 （ ）哪种粒子速度最大 （ ）A.质子B.电子C.氘核D.氦核2、带电粒子在匀强电场中的偏转：例2、如图所示，板间电压为U ，距离为d ，板长为L ，一质子质量为m ，电量为q ，以初速度v 0从O 点垂直射入两板间的匀强电场中，求质子射出电场时：⑴沿垂直板面方向偏移的距离y ；⑵速度偏转角度tan α； ⑶位移与初速度夹角tanθ； ⑷将速度v 反向延长交图中虚线与A 点，求X OA 。
－ － －－ A B练习三、质子(质量为m、电量为e)和二价氦离子(质量为4m、电量为2e)以相同的初动能垂直射入同一偏转电场中，离开电场后，它们的偏转角正切之比为，侧移之比为。
以相同的初速度垂直射入同一偏转电场中，离开电场后，它们的偏转角正切之比为，侧移之比为。
人教版高中物理选修(3-1)-1.9《带电粒子在电场中的运动》参考教案3
带电粒子在匀强电场中的运动
教学目标
1、知道利用匀强电场可以使带电粒子加速和偏转，了解本节知识在实际中
的应用。
2、掌握分析和解决带电粒子在电场中运动问题的思路和方法。
3、了解示波管、电视机成像原理。
培养学生联系实际的素质和能力。
教学重点
1、重点：带电粒子在电场中的加速和偏转，相关的处理方法。
2、难点：利用分解和合成解决复杂的曲线运动问题。
3、突破难点的方法：（1）建立清晰的粒子运动情景。
（2）选择合受的课堂练习讲求解决方法。
（3）利用课件展示运动情景，突破难点。
教具准备：示波管、电脑、投影仪、课件等
教学过程
引入新课
展示图片，激发兴趣。
新课讲授
一、带电粒子的加速
如图示，设在电场力的作用下，一个电量为q 质量为m的静止的带电粒
子，从一个极板移动到另一个极板。
若两极板间的电压为U，设粒子的
末速度为V，则可求出粒子的末速度。
总结方法：
1、运用运动学和动力学的方法求解-----“力法”
2、运用能量的观点求解-----“能法”
比较以上两种方法那一个更好？好在何处？
二、带电粒子的偏转
如图示，真空中水平放置一对金属板，板间距离为d 。
接上电池组后，在两板间就建立了匀强电场，设两板间的电压为U ，当速度为V0、带电量为q 的带电粒子沿垂直于场强方向进入电场时，带电粒子将发生侧移，即带电粒子发生了偏转。
带电粒子作类平抛运动，由运动的和成和分解得
水平方向：匀速直线运动
竖直方向：匀加速直线运动。
1.9带电粒子在电场中的运动导学案
新授课
重 点 【重点】带电粒子在电场中的加速和偏转规律。 难点 【难点】带电粒子在电场中的偏转问题及应用，示波管的工作原理。
预习案——新知初探·自主学习
教 学 过 程 设 计
教学反思
一、带电粒子的加速
1．常见带电粒子及受力特点： （1）电子、质子、α 粒子、离子等微观粒子，重力可以 ； （2）带电小球、带电油滴、带电颗粒等一般不能忽略 力。 2．加速：带电粒子在匀强电场中的加速问题，可用牛顿第二定律解决，也可用 解决；在非匀强电场中加速只能用 解决。
计 电量为 q， 以初速度 v0 从 O 点垂直射入两板间的匀强电场中， 求质子射出电场时： ＋ （1）沿垂直板面方向偏移的距离 y； （2）速度偏转角度 tanθ； v0 A O （3）位移与初速度夹角 tanα； m,q d y α （4）将速度 v 反向延长交图中 v0 虚线于 A 点，求 xOA。 θ
计
【当堂检测】——有效训练、反馈矫正 1．下列粒子从静止状态经过电压为 U 的电场加速后，速度最大的是 (
A．质子 B．氘核 C．氦核 D．钠离子
)
2．如图所示，带电量之比为 qA:qB＝1:3 的带电粒子 A、B，先后以相同的速度从
同一点射入平行板电容器中，不计重力，带电粒子偏转后打在同一极板上，水平 飞行距离之比为 xA:xB＝2:1，则带电粒子的质量之比 mA:mB 以及在电场中飞行时 间之比 tA:tB 分别为 ( ) A．1∶1， 2∶3 B．2∶1， 3∶2 C．1∶1， 3∶4 D．4∶3， 2∶1
五莲县第一中学物理导学案
学科 备课 组员 课题 学习 目标 物理 年级 高二物理备课组全体成员 1.9 带电粒子在电场中的运动 1、了解带电粒子在匀强电场中的运动规律。 2、掌握带电粒子在电场中运动问题的分析方法。 3、了解示波管的构造和基本原理。 高二 备课人 课时 课型
1.9带电粒子在电场中的运动--导学案
带电粒子在电场中的运动 导学案一、带电粒子的重力问题1.微观粒子：如电子（01-e ）、质子（）H 11、α粒子（He 42）、离子等微观的原子核结构类粒，则不考虑其重力结构。
2.带电颗粒：如尘埃、液滴、小球等，除有说明或明确暗示外一般都要考虑重力。
3.一般粒子：如果mg<<qE,那么重力可忽略不计，否则重力不能忽略。
二、带电粒子在电场中的直线运动（平衡、加速、减速）at V V +=0匀变速直线运动2021at t VX += aX V V 2202=-例：在真空中有一对平行金属板，板间距离为d, 两板间加以电压U 。
两板间有一质量为m,带正电荷q 的带电粒子。
它在电场力的作用下，由静止开始从正极板向负极板运动，求到达负板时的速度有多大？(不考虑粒子的重力） 解法一：解法二：例：在真空中水平放置一对平行金属板，板长为L ，板间距离为d ，电压为U ，则两极间场强大小为E= 。
现有一质量为m ，带电量为+q 的带电粒子（重力可以忽略），垂直于电场方向以速度v 0飞入电场，则（1）受力分析：①带电粒子所受合力大小F=Eq= 方向 ，②加速度大小为 a= 方向 。
（2）运动分析：带电粒子将做 运动，在垂直于电场方向做 ，平行于电场方向做 。
（3）各物理量：①飞出电场所用时间 ②垂直金属板方向偏转量y= ③速度偏转角θtan =④位移s=⑤位移偏转角αtan =四、带电粒子在复合场（重力场、电场）的运动等效重力是在学习电场部分时，带电物体在匀强电场中且考虑重力时提出的一个等效概念，在匀强电场中，电场力恒定，物体重力也恒定，因此合力恒定（大小和方向都恒定），我们将电场力和重力的合力叫等效重力，那么处理以后物体就只受一个力即等效重力，这是将复杂问题简单化的常用方法。
重力、电场力可能做功而引起带电粒子能量的转化。
例：如图所示,在方向竖直向下的匀强电场中,一绝缘轻细线一端固定于O 点,另一端系一带正电的小球在竖直平面内做圆周运动。
1.9带电粒子在电场中的运动(导学案)1
名言警句：宝剑锋从磨砺出,梅花香自苦寒来1《 1.9带电粒子在电场中的运动 》第 1 课时导学案编写人：赵兰波 审核人： 审批人：【学法指导】1.认真阅读教科书，努力完成“基础导学”部分的内容；2.探究部分内容可借助资料，但是必须谈出自己的理解；不能独立解决的问题，用红笔做好标记；3.课堂上通过合作交流研讨，认真听取同学讲解及教师点拨，排除疑难；4.全力以赴，相信自己！【学习过程】1、带电粒子：如电子、质子、原子核等，一般地，重力 « 电场力，重力可忽略不计。
2、带电粒子沿电场线方向进入匀强电场后，由于电场力方向与粒子的运动方向在 ，且电场力是恒力，所以带电粒子只能做 。
3、带电粒子的偏转（限于匀强电场）（1）运动状态分析：带电粒子以速度v0垂直于电场线方向飞入匀强电场时，由于电场力方向与粒子的初速方向 ，且电场力是恒力，所以带电粒子只能做 。
（2）粒子偏转问题的分析处理方法类似于平抛运动的分析处理，即应用运动的合成和分解的知识方法：沿初速度方向为 ，位移与时间的关系为 ，运动时间t= 。
沿电场力方向为初速度为零的匀加速直线运动，加速度a= 。
离开电场时的偏移量222221mdv qUt at y ==【探究案】一、带电粒子的加速问题一：两块平行正对的金属板 A 、 B ，相距为 d ，带有等量异号电荷，电压为 U ，场强为 E ，如图所示。
一质量为 m ，电荷为 q 的带正电的粒子从 A 板处由静止开始运动，求其到达 B 板的速度是多大？讨论：如何分析（提示可以用牛顿定律、动能定理、等）类似自由落体运动（类比法） 二、带电粒子的偏转如图，带电粒子以垂直于电场方向的速度进入匀强电场，将会发生偏转，做一个抛物线运动。
1 、运动性质：类平抛运动 （类比法）2 、运动规律： （两个方向分析）如果带电粒子偏转后飞出电场，则其侧移距离和偏转角度为多少？加速度a=垂直板面方向偏移的距离为y=粒子的飞行时间t=带入可得y=y由那几个量决定：垂直板面的速度v=偏转角度tanØ=偏转角度由那几个量决定：小结：静电场与重力场的区别联系注意求解问题的方法和推导过程，不必去记公式。
新教材教科版必修第三册 第1章 9.带电粒子在电场中的运动 学案
9．带电粒子在电场中的运动学习目标：1．[物理观念]知道带电粒子在电场中加速和偏转的原理。
2．[科学思维]理解带电粒子在匀强电场中的运动规律，会分析计算加速和偏转问题。
3．[科学探究]通过对示波管的构造和工作原理的认识，进一步理解加速和偏转问题。
4．[科学态度与责任]体验科学研究带电粒子在电场中加速和偏转的过程，养成观察、比拟、归纳分析的良好学习习惯。
一、带电粒子的加速1．带电粒子：是指电子、质子和各种离子等微观粒子，由于它们在电场中所受的电场力远大于重力，所以研究它们在电场中的运动时，重力可以忽略。
2．带电粒子在电场中加速(直线运动)的条件：只受电场力作用时，带电粒子的速度方向与电场强度的方向相同或相反。
3．分析带电粒子加速问题的两种思路(1)利用牛顿第二定律结合匀变速直线运动公式来分析。
(2)利用静电力做功结合动能定理来分析。
注意：如果带电粒子是电子，它的电荷量要用e表示。
二、带电粒子在匀强电场中的偏转1．条件：带电粒子的初速度方向跟电场力的方向垂直。
2．运动性质：带电粒子在匀强电场中做类平抛运动，运动轨迹是一条抛物线。
3．分析思路：同分析平抛运动的思路相同，利用运动的合成与分解思想解决相关问题。
(1)在垂直于电场方向是匀速直线运动。
(2)在平行于电场方向是匀变速直线运动。
4．示波管原理(1)经过灯丝的加热，阴极释放出电子，电子经电场加速。
(2)Y1、Y2和X1、X2是两对垂直放置的偏转电极，分别控制电子束沿竖直方向和水平方向的偏转。
说明：假设Y1、Y2和X1、X2都不加压，那么电子都将打在右侧荧光屏的中央。
1．思考判断(正确的打“√〞，错误的打“×〞)(1)根本带电粒子在电场中不受重力。
(×)(2)带电粒子仅在电场力作用下运动时，动能一定增加。
(×)(3)带电粒子在匀强电场中无论是直线加速还是偏转，均做匀变速运动。
(√)(4)示波管电子枪的作用是产生高速飞行的电子束，偏转电极的作用是使电子束发生偏转，打在荧光屏的不同位置。
《带电粒子在电场中的运动》教案与学习技巧.doc
《带电粒子在电场中的运动》教案与学习技巧《带电粒子在电场中的运动》教案与学习技巧高一物理《带电粒子在电场中的运动》教案一、教学目标1.了解带电粒子在电场中的运动只受电场力，带电粒子做匀变速运动。
2.重点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。
3.渗透物理学方法的教育：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。
二、重点分析初速度与场强方向垂直的带电粒子在电场中运动，沿电场方向(或反向)做初速度为零的匀加速直线运动，垂直于电场方向为匀速直线运动。
三、主要教学过程1.带电粒子在磁场中的运动情况①若带电粒子在电场中所受合力为零时，即F=0时，粒子将保持静止状态或匀速直线运动状态。
例带电粒子在电场中处于静止状态，该粒子带正电还是负电?分析带电粒子处于静止状态，F=0，mg=Eq，因为所受重力竖直向下，所以所受电场力必为竖直向上。
又因为场强方向竖直向下，所以带电体带负电。
②若F 0且与初速度方向在同一直线上，带电粒子将做加速或减速直线运动。
(变速直线运动)打入正电荷，将做匀加速直线运动。
打入负电荷，将做匀减速直线运动。
③若F 0，且与初速度方向有夹角(不等于0 ，180 )，带电粒子将做曲线运动。
mg Eq，合外力竖直向下v0与F夹角不等于0 或180 ，带电粒子做匀变速曲线运动。
在第三种情况中重点分析类平抛运动。
2.若不计重力，初速度v0 E，带电粒子将在电场中做类平抛运动。
复习：物体在只受重力的作用下，被水平抛出，在水平方向上不受力，将做匀速直线运动，在竖直方向上只受重力，做初速度为零的自由落体运动。
物体的实际运动为这两种运动的合运动。
与此相似，不计mg，v0 E时，带电粒子在磁场中将做类平抛运动。
板间距为d，板长为l，初速度v0，板间电压为U，带电粒子质量为m，带电量为+q。
①粒子在与电场方向垂直的方向上做匀速直线运动，x=v0t;在沿电若粒子能穿过电场，而不打在极板上，侧移量为多少呢?②③注：以上结论均适用于带电粒子能从电场中穿出的情况。
(整理)高中物理《带电粒子在电场中的运动》教学设计
高中物理课堂教学设计
带负电的粒子p
教师活动：投影两幅带电粒子在电场中的图片（初速度为零）
教师提问：两种情况下粒子的运动状态是怎样的？
、带电粒子在电场中的加速
电场中的带电粒子一般可分为两类：
1、带电的基本粒子：如电子，质子，
力相比小得多，除非有说明或明确的暗示以外，一般都不考虑重力。
2、带电微粒：如带电小球、液滴、尘埃等。
除非有说明或明确的暗示以外，一般都考虑重力。
3、某些带电体是否考虑重力，要根据题目暗示或运动状态来判定
教师投影：加速示意图．
教师点拨拓展：从功能关系和电场力的性质角度考虑。
θ
1.9《带电粒子在电场中的运动》学案
一.
二. 带电粒子（电子）在电场中的加速(粒子电荷量:q 质量:m 极板间距：d) 求末速度Vt
例题1：右图所示，两平行金属板间加一电压U ，有一电荷量为+q 、质量为m 的离子在电场力的作用下以初速v0开始从正极板向负极板运动。
则（1）离子在电场中作什么运动？（2）离子穿出负极板时的速度多大？（3）离子穿出负极板后做什么运动？
二、 带电粒子在电场中的偏转
已知：带电粒子电性为负，电量大小为q ，质量为m ，重力不计，初速度v 0垂直于场强。
匀强电场：真空中YY ˊ极板水平放置，二板间距为d ，电势差为U ，板长为l 。
求偏移量 y ？
例题2： 已知：U 1、l 、YY ׳偏转电极的电压U 2、板间距d 、板端到荧光屏的距离L 。
求：电子射出偏转电场时的偏向角正切值tan φ及打到屏上电子的偏移量y ׳
V 0
θ。
辽宁省大连铁路中学高中物理《1.9带电粒子在电场中的运动》学案1选修31
辽宁省大连铁路中学高二物理选修3-1《1.9带电粒子在电场中的运动》学案1 一、 预习目标 1.进一步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.通过带电粒子在电场中加速、偏转过程分析，培养学生的分析、推理能力3.进一步理解示波管的构造和基本原理。
二、 预习内容及学法指导1．带电的基本粒子：如电子，质子，α粒子，正负离子等。
这些粒子所受重力和电场力相比在小得多，除非有说明或明确的暗示以外，一般都不考虑重力。
（但并不能忽略质量）2．带电微粒：如带电小球、液滴、尘埃等。
除非有说明或明确的暗示以外，一般都考虑重力。
3．利用电场来改变或控制带电粒子的运动，最简单情况有两种，利用电场使带电粒子________；利用电场使带电粒子________．4．带电粒子的加速：v=mqU 2.（利用动能定理得到更简单） 5.带电粒子的偏转：（1）、动力学分析：带电粒子做匀变速曲线运动 (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v 0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． ③竖直方向的偏转距离：y=21at 2=.2)(2120220U dmv qL v L md Uq =⋅ ④粒子离开电场时的偏转角度θ为：tan θ=.arctan 202001U d mv qL U d mv qL v v =⇒=θ⑤若带电粒子的初速v 0是在电场的电势差U 1下加速而来的（从零开始） y=dU UL 124 θ=arctan d U UL 12 （ 与q 、m 无关。
） 6.示波管的构造及原理原理：（1）示波管：示波管的核心部件是_____________，示波管由电子枪、_____________和荧光屏组成，管内抽成真空．（2）原理：进一步认真阅读教材，观察教材插图，在上节课学习的基础上，体会分析带电粒子在电场中运动的方法。
2013—2014学年高二物理选修3-1导学案 编制人：李敏 审核人：使用时间：2013、9编号：10课题：1.9带电粒子在电场中的运动的习题课课内探究学案【学习目标】1.进一步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.通过带电粒子在电场中加速、偏转过程分析，培养学生的分析、推理能力3.进一步理解示波管的构造和基本原理。
(最新原创)带电粒子在电场中的运动学案
1.9带电粒子在电场中的运动年级高二科目物理课型新课主备人何淑琴审核人教学时间第五周【学习目标】1．了解带电粒子在电场中的运动——只受电场力，带电粒子做匀变速运动。
2．重点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)。
3．知道示波管的主要构造和工作原理。
4．培养学生综合分析问题的能力，体会物理知识的实际应用。
【自学检测】【思考与探究】1、若加速电场为非匀强电场,应如何计算V？2：若带正电粒子以V0由负极板向正极板运动，分析粒子运动情况3.若粒子以初速度V0沿垂直场强方向进入电场，粒子的运动情况如何？【反馈练习】1、下列带电粒子均从静止开始在电场力作用下做加速运动,经过相同的电势差U后,哪个粒子获得的速度最大：（）A、质子11H B、氘核21H C、粒子42He D、钠离子Na+2、如图所示P和Q为两平行金属板，板间电压为U，在P板附近有一电子由静止开始向Q板运动，关于电子到达Q板时的速率，下列说法正确的是：（）A、两板间距离越大，加速时间越长，获得的速率就越大B、两板间距离越小，加速度越大，获得的速率就越大C、与两板间距离无关，仅与加速电压U有关D、以上说法都不正确3、质量为m、带电量为q的粒子以初速度v从中线垂直进入偏转电场，刚好离开电场，它在离开电场后偏转角正切为0.5，则下列说法中正确的是A、如果偏转电场的电压为原来的一半，则粒子离开电场后的偏转角正切为0.25B、如果带电粒子的比荷为原来的一半，则粒子离开电场后的偏转角正切为0.25C、如果带电粒子的初速度为原来的2倍，则粒子离开电场后的偏转角正切为0.25D、如果带电粒子的初动能为原来的2倍，则粒子离开电场后的偏转角正切为0.254、真空中水平放置的两金属板相距为d，两板电压是可以调节的，一个质量为m、带电量为＋q的粒子，从负极板中央以速度Vo垂直极板射入电场，当板间电压为U时，粒子经d/4的距离就要返回，若要使粒子经d/2才，返回，可采用的方法是（）A、Vo增大1倍B、使板间电压U减半C、Vo和U同时减半D、初速增为2Vo,同时使板间距离增加d/2：5、电子以初速度V0沿垂直场强方向射入两平行金属板中间的匀强电场中，现增大两板间的电压，但仍使电子能够穿过平行板间，则电子穿越平行板所需要的时间：（）A、随电压的增大而减小B、随电压的增大而增大C、加大两板间距离，时间将减小D、与电压及两板间距离均无关6、带电粒子垂直进入匀强电场中偏转时（除电场力外不计其它力的作用）：（）A、电势能增加，动能增加B、电势能减小，动能增加C、电势能和动能都不变D、上述结论都不正确7、如图所示，一带电粒子沿与电场线垂直的方向从电场中央进入两平行金属板间的匀强电场，已知粒子的带电量为q，两板间的电势差为U，则粒子运动过程中（）A、若粒子从电场中射出，则粒子动能增加了qUB、若粒子从电场中射出，则电场力一定对粒子做了qU/2的功C、若粒子打在极板上，则电场力一定对粒子做了qU/2的功D、若粒子打在极板上，则粒子的动能一定增加了qU8、一静止电子开始经电压为U1的加速电场加速后，又垂直于电场线进入电压为U2的两平行金属板间的偏转电场，射出偏转电场时沿电场线方向偏移量为y，要使y增大，则应：（）A、U1、U2都增大B、U1、U2都减小C、U1减小、U2增大D、U1增大、U2减小9、三个电子在同一地点沿同一直线垂直飞入偏转电场，如图所示。
1.9 带电粒子在电场中的运动 高中物理选修3-2新课优秀教案优秀教学设计(4)
9 带电粒子在电场中的运动学习目标（一）知识与技能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．（二）过程与方法通过带电粒子在电场中加速、偏转过程分析，培养学生的分析、推理能力（三）情感、态度与价值观通过知识的应用，培养学生热爱科学的精神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教学过程1．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． 221qU mv =(初速度为零)；2022121qU mv mv -= 此式适用于一切电场． 2．带电粒子的偏转(1)动力学分析：带电粒子以速度v 0垂直于电场线方向飞入两带电平行板产生的匀强电场中，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v 0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．例1、如图1—8—1所示，两板间电势差为U ，相距为d ，板长为L ．—正离子q 以平行于极板的速度v 0射入电场中，在电场中受到电场力而发生偏转，则电荷的偏转距离y 和偏转角θ为多少?解析：电荷在竖直方向做匀加速直线运动，受到的力F ＝Eq ＝Uq/d由牛顿第二定律，加速度a = F/m = Uq/md水平方向做匀速运动，由L = v 0t 得t = L/ v 0 由运动学公式221at s =可得： U dmv qL L md Uq y 202202)v (21=⋅= 带电离子在离开电场时，竖直方向的分速度：v ⊥dmv qUL at 0== 离子离开偏转电场时的偏转角度θ可由下式确定：d mv qUL v v 200Ítan ==θ 电荷射出电场时的速度的反向延长线交两板中心水平线上的位置确定：如图所示，设交点P 到右端Q 的距离为x ，则由几何关系得：x y /tan =θ21/2/tan 20202===∴dmv qLU d mv U qL y x θ 电荷好像是从水平线OQ 中点沿直线射出一样，注意此结论在处理问题时应用很方便．例2、两平行金属板相距为d ，电势差为U ，一电子质量为m ，电荷量为e ，从O 点沿垂直于极板的方向射出，最远到达A 点，然后返回，如图1—8—3所示，OA ＝h ，此电子具有的初动能是 ( )A ．Uedh B ．edUh C ．dh eU D ．d eUh 解析：电子从O 点到A 点，因受电场力作用，速度逐渐减小，根据题意和图示可知，电子仅受电场力，由能量关系：OA eU mv =2021，又E ＝U ／d ，h d U Eh U OA ==，所以deUh mv =2021 . 故D 正确． 例3、一束质量为m 、电荷量为q 的带电粒子以平行于两极板的速度v 0进入匀强电场，如图1—8—4所示．如果两极板间电压为U ，两极板间的距离为d 、板长为L ．设粒子束不会击中极板，则粒子从进入电场到飞出极板时电势能的变化量为 ．(粒子的重力忽略不计)分析：带电粒子在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做匀加速运动．电场力做功导致电势能的改变．解析：水平方向匀速，则运动时间t ＝L/ v 0 ① 竖直方向加速，则侧移221at y =② 且dmqU a = ③ 由①②③得2022mdv qUL y = 则电场力做功20222220222v md L U q mdv qUL d U q y qE W =⋅⋅=⋅= 由功能原理得电势能减少了2022222v md L U q 例4、如图1—8－5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U 1加速后，获得速度0v ，并沿垂直于电场线方向射入两平行板中央，受偏转电压U 2作用后，以速度v 离开电场，已知平行板长为l ，两板间距离为d ，求：①0v 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y v ；⑥离子在离开偏转电场时的速度v 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tgθ解析：①不管加速电场是不是匀强电场，W ＝qU 都适用，所以由动能定理得： 0121mv qU = mqU v 20=∴ ②由于偏转电场是匀强电场，所以离子的运动类似平抛运动．图1—8—4图1—8－5即：水平方向为速度为v 0的匀速直线运动，竖直方向为初速度为零的匀加速直线运动． ∴在水平方向102qU m l v l t == ③d U E 2=F =qE =.d qU 2 ④mdqU m F a 2== ⑤.mU q d l U qU m l md qU at v y 121222=∙== ⑥1242222212220U md U ql U qd v v v y +=+= ⑦1221222422121dU U l qU m l md qU at y =∙==（和带电粒子q 、m 无关，只取决于加速电场和偏转电场）解题的一般步骤是：(1)根据题目描述的物理现象和物理过程以及要回答问题，确定出研究对象和过程．并选择出“某个状态”和反映该状态的某些“参量”，写出这些参量间的关系式．(2)依据题目所给的条件，选用有关的物理规律，列出方程或方程组，运用数学工具，对参量间的函数关系进行逻辑推理，得出有关的计算表达式．(3)对表达式中的已知量、未知量进行演绎、讨论，得出正确的结果． 教后反思：课后作业：问题与练习4、5。
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1.9带电粒子在电场中的运动２０１２．０９．２８高二物理备课组课前预习学案一、预习目标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．二、预习内容1、带电粒子在电场中加速，应用动能定理，即所以v=2、带电粒子在匀强电场中偏转问题的分析处理方法，类似于平抛运动的分析处理，应用运动的合成和分解的知识。
①离开电场运动时间。
②离开电场时的偏转量。
③离开电场时速度的大小。
④以及离开电场时的偏转角。
3、处理带电粒子在匀强电场中运动问题的方法分解法：带电微粒在匀强电场中偏转这种较复杂的曲线运动，可分解成沿初速方向的和沿电场力方向的来分析、处理。
三、提出疑惑课内探究学案一学习目标通过带电粒子在电场中加速、偏转过程分析，培养学生的分析、推理能力二学习过程1、复习回顾相关知识（1）牛顿第二定律的内容是?（2）动能定理的表达式是?（3）平抛运动的相关知识:12. 2、带电粒子的加速当带电粒子从静止开始被加速时获得的速度为（写出过程）：3、带电粒子的偏转如图所示，电子以初速度v0垂直于电场线射入匀强电场中．问题讨论：（1）分析带电粒子的受力情况。
（2）你认为这种情况同哪种运动类似，这种运动的研究方法是什么?（3）你能类比得到带电粒子在电场中运动的研究方法吗?讨论并回答上述问题：深入探究：如右图所示，设电荷带电荷量为q，平行板长为L，两板间距为d，电势差为Ｕ，初速为v0．试求：（1）带电粒子在电场中运动的时间t。
（2）粒子运动的加速度。
（3）粒子受力情况分析。
（4）粒子在射出电场时竖直方向上的偏转距离。
（5）粒子在离开电场时竖直方向的分速度。
（6）粒子在离开电场时的速度大小。
（7）粒子在离开电场时的偏转角度θ。
拓展：若带电粒子的初速v0是在电场的电势差U1下加速而来的（从零开始），那么上面的结果又如何呢?（y，θ）3、示波管的原理①光屏上的亮斑及变化。
②扫描及变化。
③竖直方向的偏移并调节使之变化。
④机内提供的正弦电压观察及变化的观察。
学生活动：观察示波器的现象。
三、反思总结1 2 四、例题精讲例1 .如图所示，M 、N 是真空中的两块平行金属板，质量为m 、电荷量为q 的带电粒子，以初速度v 0由小孔进入电场，当M 、N 间电压为U 时，粒子恰好能到达N 板，如果要使这个带电粒子到达M 、N 板间距的12后返回，下列措施中能满足要求的是(不计带电粒子的重力)( )A ．使初速度减为原来的12B ．使M 、N 间电压加倍C ．使M 、N 间电压提高到原来的4倍D ．使初速度和M 、N 间电压都减为原来的12例2. 如图所示，A 为粒子源，F 为荧光屏．在A 和极板B 间的加速电压为U 1，在两水平放置的平行导体板C 、D 间加有偏转电压U 2.现分别有质子和α粒子(氦核)由静止从A 发出，经加速后以水平速度进入C 、D 间，最后打到F 板上．不计粒子的重力，它们能打到F 的同一位置上吗？当堂练习1.下列带电粒子均从初速为零的状态开始在电场力作用下做加速运动，经过相同的电势差U 后，哪个粒子获得的速度最大()A.质子H)(11B.氘核H)(21 C.а粒子He)(42 D.钠离子)(Na +2.如图所示，M 和N 是匀强电场中的两个等势面，相距为d ，电势差为U.一质量为m(不计重力)、电荷量为-q 的粒子，以速度v 0通过等势面M 射入两等势面之间，此后穿过等势面N 的速率应是()A.m2qUB.m2qUv+C.m2qU v 20+D.m2qUv 20-3.如图所示，一个电子(电荷量为-e ，质量为m)以速度v 0从A 点沿着电场线方向射入场强为E 的匀强电场中，到达B 点时速度恰为零，则在此过程中，电子的电势能的增量为______,A 、B 两点的电势差为______，A 、B 两点的距离为______.同步试题一、选择题：1、某电场的一条电场线如图所示，在正电荷从A点移到B点的过程中：（）A、电场力对电荷做正功B、电场力对电荷不做功C、电荷克服电场力做功D、电势能增加2、下列带电粒子均从静止开始在电场力作用下做加速运动,经过相同的电势差U后,哪个粒子获得的速度最大：（）A、质子11H B、氘核21H C、α粒子42He D、钠离子Na+3、如图所示P和Q为两平行金属板，板间电压为U，在P板附近有一电子由静止开始向Q板运动，关于电子到达Q板时的速率，下列说法正确的是：（）A、两板间距离越大，加速时间越长，获得的速率就越大B、两板间距离越小，加速度越大，获得的速率就越大C、与两板间距离无关，仅与加速电压U有关D、以上说法都不正确4、真空中水平放置的两金属板相距为d，两板电压是可以调节的，一个质量为m、带电量为＋q的粒子，从负极板中央以速度v o垂直极板射入电场，当板间电压为U时，粒子经d/4的距离就要返回，若要使粒子经d/2才，返回，可采用的方法是（）A、v o增大1倍B、使板间电压U减半C、v o和U同时减半D、初速增为2v o,同时使板间距离增加d/2：5、如图所示，电量和质量都相同的带正电粒子以不同的初速度通过A、B两板间的加速电场后飞出，不计重力的作用，则：（）A、它们通过加速电场所需的时间相等B、它们通过加速电场过程中动能的增量相等C、它们通过加速电场过程中速度的增量相等D、它们通过加速电场过程中电势能的减少量相等6、如图所示在一匀强电场中，有两个平行的电势不同的等势面A和C，在它们的正中间放入一个金属网B，B接地。
现有一正电荷只在电场力的作用下垂直于等势面方向运动，经过A时动能为20J，穿过B到达C时动能减为零，那么在该正电荷运动过程中，当它的电势能为5J时，它的动能为：（）A、20JB、15JC、10JD、5J7、电子以初速度v0沿垂直场强方向射入两平行金属板中间的匀强电场中，现增大两板间的电压，但仍使电子能够穿过平行板间，则电子穿越平行板所需要的时间：（）A、随电压的增大而减小B、随电压的增大而增大C、加大两板间距离，时间将减小D、与电压及两板间距离均无关8、带电粒子垂直进入匀强电场中偏转时（除电场力外不计其它力的作用）：（）A、电势能增加，动能增加B、电势能减小，动能增加C、电势能和动能都不变D、上述结论都不正确9、如图所示，一带电粒子沿与电场线垂直的方向从电场中央进入两平行金属板间的匀强电场，已知粒子的带电量为q，两板间的电势差为U，则粒子运动过程中（）A、若粒子从电场中射出，则粒子动能增加了qUB、若粒子从电场中射出，则电场力一定对粒子做了qU/2的功C、若粒子打在极板上，则电场力一定对粒子做了qU/2的功D、若粒子打在极板上，则粒子的动能一定增加了qU10、一静止电子开始经电压为U1的加速电场加速后，又垂直于电场线进入电压为U2的两平行金属板间的偏转电场，射出偏转电场时沿电场线方向偏移量为y，要使y增大，则应：（）A、U1、U2都增大B、U1、U2都减小C、U1减小、U2增大D、U1增大、U2减小二、填空题1、如图所示，水平安放的A、B两平行板相距h，上板A带正电，现有质量m，带电量为+q的小球，在B板下方距离H处，以初速v0竖直向上从B板小孔进入板间电场，欲使小球刚好能到A板，则A、B间电势差U AB= 。
2、质子11H和α粒子42He在匀强电场中由静止开始加速，通过相同位移时，它们的动能比为，所用时间比为 。
3、一个电子以3.2×106m/s 的初速度沿电场线方向射入匀强电场，在电场中飞行了9.1×10-7s 后开始返回，则匀强电场的场强大小为 ，电子在匀强电场中从进入到返回原处所通过的路程为 。
4、α粒子和质子以相同速度垂直于电场线进入两平行板间匀强电场中，设都能飞出电场，则它们离开匀强电场时，侧向位移之比y α:y H = ，动能增量之比KH K E E ∆∆:α= 。
5、如图所示，水平平行金属板A 、B 间距为d ，带电质点质量为m ，电荷量为q ，当质点以速率v 从两极板中央处于水平飞入两极间，两极不加电压时，恰好从下板边缘飞出，若给A 、B 两极加一电压U ，则恰好从上板边缘飞出，那么所加电压U= 。
三、计算题：1、一初速度为零的带电粒子经电压为U=4.0×103V 的匀强电场加速后，获得5.0×103m/s 的速度，粒子通过加速电场的时间t=1.0×10-4s ，不计重力作用，则带电粒子的荷质比为多大？匀强电场的场强为多大？粒子通过电场过程中的位移为多大？2、图表示一周期为T 0的交变电场的波形，纵坐标代表场强。
从t=0开始，电场按图示的情形周期性变化。
今有质量为m 、电量为e 、初速为零的电子，在电场力作用下从t=0开始运动，求：⑴电子在2T 0内的位移⑵何时电子动能最大？最大值是多少？3、一带电量q=6.4×10-19C 、质量m=1.6×10-25㎏的初速度为零的粒子，经电压U=200V 的加速电场加速后，沿垂直于电场线方向进入E=1.0×103V/m 均匀偏转电场。
已知粒子在穿越偏转电场过程中沿场强方向的位移为5㎝，不计粒子所受重力，求偏转电场的宽度和粒子穿越偏转电场过程中偏角的正切。
（选做）4、如图所示，离子发生器发射出一束质量为m ，带电量为q 的离子（初速不计），经加速电压u 1加速后以垂直于电场方向射入两平行板中央，受偏转电压u 2作用后，以速度v 离开电场。
已知平行板的长度为L ，两板间距离为d ，试证明 ⑴偏转量y 与离子的质量和带电量无关⑵出射速度v 的反向延长线都交于平行板的中点，好像所有不同质量和电量的离子都从此中心向外从各方向射出。
⑶不同的离子在偏转电场中具有相同的轨道。