高中物理第一章静电场带电粒子在电场中的运动导学案新人教选修
高中物理第一章电场电流电场导学案新人教选修
第二节电场班级：姓名：学号：______一、明确目标，自主学习1. （一）知识与技能1．知道电荷间的相互作用是通过电场发生的，知道电场是客观存在的一种特殊物质形态．2．理解电场强度的概念及其定义式，会根据电场强度的定义式进行有关的计算，知道电场强度是矢量，知道电场强度的方向是怎样规定的．3．认识电场线和电场强度，懂得用电场线、电场强度描述电场，知道匀强电场（二）过程与方法通过分析在电场中的不同点，电场力F与电荷电量q的比例关系，使学生理解比值F/q反映的是电场的强弱，即电场强度的概念；知道电场叠加的一般方法。
（三）情感态度与价值观培养学生学会分析和处理电场问题的一般方法。
重点：电场强度的概念及其定义式难点：对电场概念的理解、应用电场的叠加原理进行简单的计算2. 预习内容：可以按知识体系设置，最好分层设置A组讲出库仑定律的内容及该定律的适用条件？静电场中的电场线始于哪里，又到哪里去？B 组库仑定律提示了电荷间的相互作用规律。
两个电荷不需相互接触，就能产生相互作用，这种相互作用是靠什么传递的呢？C组是什么量使不同电荷量的试探电荷受到的力不等呢？电场线是不是都与点电荷的运动轨迹重合呢？二、合作释疑，互相研讨1、同一试探电荷＋q 在电场中不同点受到的电场力大小、方向各不相同，且FC ＞FB ＞FA ，这能说明什么问题呢？2、用怎样的量来表示电场中不同位置的电场强弱与方向呢？刚才，试探电荷q 在不同位置受力不同，那么是否可用电场力来表示电场的强弱呢？3、继续引导：我们可以在同一位置A 引入不同电荷量的试探电荷，受力又有何结果呢？我们该用怎样的量来表示电场的强弱？4、是什么量使不同电荷量的试探电荷受到的力不等呢？师生共同分析：显然，不是电场本身变化了，而是不影响电场的试探电荷的电荷量。
到底用什么办法来衡量电场强弱呢？三、精心点拨，启发引导从上面分析看出：场源＋Q 固定，则由它产生的电场的空间分布也固定，对于场中某确定的点，试探电荷受到的电场力F 与试探电荷的电荷量q 的比值F/q 是一个不变的量，它仅与Q 、r 有关，与检验电荷无关。
高中物理第一章静电场第9节带电粒子在电场中的运动新人教版选修3
二、带电粒子的偏转 质量为 m、带电量为 q 的基本粒子(忽略重力)，以初速度 v0 平行于两极板进入匀强电场，极板长为 l，板间距离为 d，板 间电压为 U．
1．运动性质
(1)沿初速度方向：速度为___v_0 __的__匀__速__直__线__运动． qU
判一判 (1)电子、质子、α 粒子等带电粒子在电场中受到 的静电力一般远大于重力，因而通常情况下，重力可以忽略 不计．( √ ) (2)带电粒子(不计重力)在电场中由静止释放时，一定做匀加 速直线运动．( × ) (3)对带电粒子在电场中的运动，从受力的角度来看，遵循牛 顿运动定律；从做功的角度来看，遵循能量的转化和守恒定 律．( √ )
2．原理 (1)扫描电压：XX′偏转电极接入的是由仪器自身产生的锯齿 形电压． (2)灯丝被电源加热后，出现热电子发射，发射出来的电子经 加速电场加速后，以很大的速度进入偏转电场，如果在 Y 偏 转 极 板 上 加 一 个 __信__号__电__压__ ， 在 X 偏 转 极 板 上 加 一 _扫__描__电 ___压__，在荧光屏上就会出现按 Y 偏转电压规律变化的 可视图象．
(2)垂直 v0 的方向上：初速度为_零__，加速度为 a＝___m__d____
的匀加速直线运动．
2．运动规律
(1)偏移距离：因为 ql2U
l
qU
t＝__v_0__，a＝__m_d__，所以偏移距离
y＝12
at2＝_2_m__v_20_d__．
(2)偏转角度：因为 qUl
qUl vy＝at＝__m__v_0d___，所以
提示：运动时间相同，运动轨迹不相同．由 于粒子在水平方向上做匀速运动，由 l＝v0t 知运动时间相同．不同粒子在沿初速度方向 上运动情况相同，在垂直初速度方向上运动 情况不同，故它们的运动轨迹不同，如图所示．
高中物理第一章静电场1.8带电粒子在电场中的运动教案选修3_1
1.8带电粒子在电场中的运动项目内容课题 1.8带电粒子在电场中的运动修改与创新教学目标（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。
教学重、难点重点：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。
教学准备教学过程（一）复习力学及本章前面相关知识要点：动能定理、平抛运动规律、牛顿定律、场强等。
（二）新课教学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，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 qE =，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∑F ≠0（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)◎打入正电荷（右图），将做匀加速直线运动。
设电荷所带的电量为q ，板间场强为E电势差为U ，板距为d, 电荷到达另一极板的速度为v,则电场力所做的功为：qEL qU W ==粒子到达另一极板的动能为： 221mv E k =由动能定理有：221mv qU =（或221mv qEL = 对恒力）※若初速为v 0，则上列各式又应怎么样？让学生讨论并列出。
◎若打入的是负电荷（初速为v 0），将做匀减速直线运动，其运动情况可能如何，请学生讨论，并得出结论。
高中物理第一章静电场静电场学案新人教选修
1.10 《静电场》【学习目标】1.以电场线为主线展开复习,理解静电力、电场强度、电势能、电势、电势差等概念。
2.熟练掌握判断静电力性质、电场强度的大小和方向、电势高低、电势能大小的方法,并会运用这些概念和规律解决相关的物理问题。
3.掌握带电粒子在电场中运动问题的分析方法和思维过程,提高解决综合问题的能力。
4.培养整理和应用知识的能力。
在深化知识的同时,注重归纳科学研究的思想方法,提高自身的思维能力和创造能力。
【知识导学】【三“点”探究】主题1:关于电场强度的公式问题:(1)本章有关电场强度的三个公式,分别是E=F/q、E=Kq/r2以及E=U/d,请说说三个公式中各字母表示的意义。
(2)从公式的适用条件谈谈你对三个公式的理解。
(3)三个公式都只能计算电场强度的大小,那么三种情形下电场强度的方向分别用什么方法来确定呢?主题2:电势与电势能情景:如图甲所示,为了描述地理位置的高低变化,人们设计出了“等高线”,通常在同一幅图中两条相邻的等高线之间的高度差是相等的,从图中可以看出等高线越密集的地方,表示高度下降得越快,也就是“坡度”越大。
问题:(1)我们常把电场中各点的电势与重力场中的高度类比,把等势面与等高线类比,参照图乙,你认为可把电场强度与什么量类比呢?等势面越密集的地方电场强度越大吗?从这个角度来讲,电场强度反映了什么意义?电场强度的大小跟电势的高低有联系吗?(2)质点在地势越高的位置重力势能越大,电荷也是在电势越高的位置电势能越大吗?(3)重力做正功和负功过程中,物体的重力势能分别如何变化?静电力做正功和负功过程中,电荷的电势能分别如何变化?主题3:电容器与带电粒子在电场中的运动问题:(1)电容器的电容跟哪些因素有关?如何保持电容器所带电荷不变?如何使电容器极板间电势差保持不变?(2)什么情形下带电粒子在电场中的运动轨迹才能沿着电场线?(3)处理带电粒子在匀强电场中的偏转运动的方法与处理平抛运动方法类似,但这两者又有哪些重要的不同之处呢?【拓展提升】拓展一、库仑定律与力学的综合应用1.如图所示,真空中 A、B 两个点电荷的电荷量分别为+Q 和+q,放在光滑绝缘水平面上,A、B 之间用绝缘的轻弹簧连接。
高中物理第一章静电场19带电粒子在电场中的运动学案新人教选修31
1.9 带电粒子在电场中的运动【学习目标】1.学习运用静电力、电场强度等概念研究带电粒子在电场中运动时的加速度、速度、位移等变化规律。
2.学习运用静电力做功、电势、电势差、等势面等概念研究带电粒子在电场中运动时的能量转化规律。
3.了解示波管的工作原理,体会电场知识在科技中的运用。
【知识导学】1.带电粒子在电场中的加速真空中有一对平行板,A板接电源的正极,B板接电源的负极,两极板间形成匀强电场。
在两板间若要加速一个电子,获得最大的速度,该电子应从①B 极板释放。
若极板间电势差为U,电子质量为m、电荷量为q,加速后的最大速度为②。
2.带电粒子在匀强电场中的偏转(1)进入电场的方式:以初速度v0③垂直于电场线进入匀强电场。
(2)受力特点:静电力大小④不变,且方向与初速度v0的方向⑤垂直。
(3)运动特点:做⑥匀变速曲线运动,与力学中的平抛运动类似,故称作⑦类平抛运动。
(4)运动规律:运动3.示波管(1)示波器的核心部件是示波管,示波管是真空管,主要由三部分组成,这三部分分别是电子枪、偏转电极、荧光屏。
(2)工作原理:通过灯丝发射的电子在电子枪阴极和阳极间受静电力的作用被加速,形成电子束,进入偏转电极YY'、XX'。
电子束在YY'、XX'中受到静电力的作用,发生偏转 ,打到荧光屏上形成亮斑。
【三“点”探究】主题1:带电粒子在电场中的加速阅读教材中“带电粒子的加速”部分的内容,回答下列问题。
(1)教材中对图1.9-1(计算粒子到达另一个极板时的速度)情形是从功能转化角度运用动能定理分析的,你能否利用牛顿第二定律从动力学角度进行分析?(2)如果带电粒子不是由静止开始,而是以初速度v0从正极板向负极板运动,到达负极板时的速率是多少?如果沿着不同的路线,到达负极板时的速率相等吗?主题2:类平抛运动阅读教材中“带电粒子的偏转”和例题2中的内容,回答下列问题。
(1)例题2中带电粒子在电场中受到的静电力是恒力吗?为什么?粒子受到的静电力的方向与其初速度的方向是什么关系?(2)把带电粒子在偏转电极中的运动与研究平抛运动的方法进行类比。
2020_2021学年高中物理第一章静电场9带电粒子在电场中的运动学案新人教版选修3_1
9 带电粒子在电场中的运动素养目标定位)※※ 掌握带电粒子在电场中的运动规律，并能分析解决加速和偏转问题 ※知道示波管的构造和基本原理,素养思维脉络)知识点1 带电粒子的加速1．基本粒子的受力特点对于质量很小的基本粒子，如电子、质子等，虽然它们也会受到万有引力(重力)的作用，但万有引力(重力)一般__远小于__静电力，可以__忽略__。
2．带电粒子的加速如图所示，质量为m ，带正电荷q 的粒子，在静电力作用下由静止开始从正极板向负极板运动的过程中：(1)静电力对它做的功：W ＝__qU __。
(2)设带电粒子到达负极板时速率为v ，它的动能为E k ＝12mv 2。
(3)由动能定理可知，qU ＝12mv 2可解出v ＝__2qUm__。
说明：带电粒子在非匀强电场中加速，上述结果仍适用。
知识点2 带电粒子的偏转1．进入电场的方式以初速度v 0垂直于电场线方向进入匀强电场。
2．受力特点电场力大小__恒定__，且方向与初速度v 0的方向__垂直__。
3．运动特点做__匀变速曲线__运动，与力学中的__抛体运动__类似。
4．运动规律(如图所示)运动规律→⎪⎪⎪⎪⎪⎪→垂直电场方向→⎪⎪⎪ →速度：v x ＝__v 0__→位移：x ＝l ＝__v 0t __→平行电场方向→⎪⎪⎪⎪→速度：v y＝at ＝__qUlmv 0d __→位移：y ＝12at 2＝ql 2U 2mv 20d→偏转角度：tan θ＝__qUl mdv20__知识点3 示波管的原理1．主要构造示波器的核心部件是示波管，主要由__电子枪__、__偏转电极__和__荧光屏__组成。
如图所示。
①电子枪：发射并加速__电子__。
②偏转电极：YY ′使电子束__沿Y 向__偏转(加信号电压)；XX ′使电子沿__X 向__偏转(加扫描电压)。
③荧光屏：电子束打在荧光屏上能使该处的荧光物质发光。
2．基本原理示波器的工作原理是利用电子在电场中的加速和偏转。
高中物理第一章静电场带电粒子在电场中的运动导学案新人教选修
第9节带电粒子在电场中的运动（2）类平抛运动分析〖自主学习〗请阅读教材第一章第9节P33至P34。
完成下列问题，并将相应内容在书上做上记号【任务1】1、平抛运动的条件：【任务2】2、平抛运动的运动性质：。
【任务3】3、平抛运动处理的方法。
【任务4】4、平抛运动的公式【任务5】5、带电粒子垂直进入匀强电场时的受力特点〖问题讨论〗【问题1】带电粒子垂直进入匀强电场时的运动性质：【问题2】带电粒子垂直进入匀强电场时的处理方法：高二年级物理选修3－1学案————带电粒子在电场中的运动（2）类平抛运动分析〖学习目标〗1、掌握带电粒子在匀强电场中的偏转问题。
2、能用处理平抛运动的方法-----合成与分解的方法处理带电粒子在匀强电场中的偏转问题。
〖知识链接〗平抛运动处理思路和方法〖新课内容〗在真空中有一对平行金属板AB，相距为d,两板间加以电压U，形成匀强电场。
在电场中有一个带正电荷的带电粒子（不计粒子的重力），试讨论当粒子初速度方向与电场方向垂直释放后的运动情况：试求：（1）画出粒子的受力分析图（2）带电粒子的加速度（3）带电粒子的运动性质（4）带电粒子的轨迹方程（5）带电粒子在两板间运动的时间（6）带电粒子飞出极板区域时的侧向位移（7）带电粒子飞出极板区域时的速度大小（8）带电粒子飞出极板区域时的偏向角〖典型例题〗 1、2、如图所示，电子在电势差为U 1的加速电场中由静止开始运动，然后射入电势差为U 2的两块平行极板间的电场中，射入方向跟极板平行，整个装置处在真空中，重力可忽略，在满足电子能射出平行板区的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角θ变大的是（ ）A.U 1变大、U 2变大B.U 1变小、U 2变大C.U 1变大、U 2变小D.U 1变小、U 2变小3、如图所示，两块长3cm 的平行金属板AB 相距1cm ，并与300V 直流电源的两极相连接，B A ϕϕ<，如果在两板正中间有一电子（ m=9×10－31kg ，e=－1.6×10－19C ），沿着垂直于电场线方向以2×107m/s 的速度飞入，则（1）电子能否飞离平行金属板正对空间？（2）如果由A 到B 分布宽1cm 的电子带通过此电场，能飞离电场的电子数占总数的百分之几？4、如图所示的装置，U 1是加速电压，紧靠其右侧的是两块彼此平行的水平金属板。
人教版高二物理选修3-1第一章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3．示波管的结构如图1-8-12，示波管主要由 、 和 三部分组成。
管内抽成 ，电子枪通电后发射 ，电子在 电场作用下被加速，然后进入 电场。
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。
4.基本粒子：如电子、质子、α粒子、离子等除有说明或有明显的暗示外，一般都不考虑重力（但并不忽略质量）．带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等除有说明或有明显的暗示外，一般都不能忽略重力．例1 如图1-8-17所示，电子在电势差为U 1的加速电场中由静止开始运动，然后射入电势差为U 2的两块平行极板间的偏转匀强电场中，在满足电子能射出平行极板区的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角θ变大的是（ ）A ．U 1变大、U 2变大B ．U 1变小、U 2变大C ．U 1变大、U 2变小D ．U 1变小、U 2变小例2 两平行金属板A 、B 水平放置，一个质量m=5×10-6kg 的带电微粒以υ0=2m/s 的水平初速度从两板正中央位置射入电场，如图1-8-18所示，A 、B 两板间的距离d=4cm ，板长L=10cm 。
（１）当A 、B 间的电压U AB =1000V 时，微粒恰好不偏转，沿图中直线射出电场，求该粒子的电量。
（２）令B 板接地，欲使该微粒射出偏转电场，求B 板所加电势的范围。
图1-8-12U 1U 2图1-8-17AB图1-8-18［能力训练］1、一电子以初速度V 0沿垂直场强方向射入两平行金属板间的匀强电场中，现减小两板间的电压，则电子穿越两平行板所需的时间（ ） A 、随电压的减小而减小 B 、随电压的减小而增大 C 、与电压减小与否无关 D 、随两板间距离的增大而减少2、带电粒子经加速电场加速后垂直进入两平行金属板间的偏转电场，要使它离开偏转电场时偏转角增大，可采用的方法有（ ） A 、增加带电粒子的电荷量 B 、增加带电粒子的质量 C 、增高加速电压 D 、增高偏转电压3、一束带有等量电荷量的不同离子从同一点垂直电场线进入同一匀强偏转电场，飞离电场后打在荧光屏上的同一点，则（ ）A 、离子进入电场的初速度相同B 、离子进入电场的初动量相同C 、离子进入电场的初动能相同D 、离子在电场中的运动时间相同 4．如图1-8-21所示，a 、b 两个带正电的粒子，以相同的速度先后垂直于电场线从同一点进入平行板间的匀强电场后，a 粒子打在B 板的a ′点，b 粒子打在B 板的b ′点，若不计重力，则（ ）A ．a 的电量一定大于b 的电量B ．b 的质量一定大于a 的质量C ．a 的荷质比一定大于b 的荷质比D ．b 的荷质比一定大于a 的荷质比 5．如图1-8-22所示，氕、氘、氚的原子核自初速为零经同一电场加速后，又经同一匀强电场偏转，最后打在荧光屏上，那么（ ） A ．经过加速电场过程，氕核所受电场力的冲量最大 B ．经过偏转电场过程，电场力对3种核做的功一样多 C ．3种原子核打在屏上时的速度一样大 D ．3种原子核都打在屏上的同一位置上6．如图1-8-23所示，悬线下挂着一个带正电的小球。
高中物理第一章静电场带电粒子在电场中的运动教案新人教选修
带电粒子在匀强电场中的运动带电粒子在电场中的运动是电磁学，甚至整个高中物理的核心内容之一，高考大纲中也要求这部分内容需要重点掌握。
我们先来回顾一下带电粒子，如果我们的研究对象是基本粒子，比如质子、电子、α粒子、离子等等，需不需要考虑重力的作用呢？生：不考虑，因为重力相对电场力而言可以忽略不计。
师：如果研究对象是带电颗粒，如带电油滴、小球、尘埃等，重力是不可忽略的。
在确定研究对象时，一定要认真审题，还要注意题目中的隐含条件，从而确定是否需要考虑重力。
今天我们一起来讨论带电粒子在匀强电场中的两种运动形式，加速和偏转。
我们先来看带电粒子在匀强电场中的加速运动。
例题1：真空中有一对平行金属板AB，板间加以电压U，靠近正极板附近有一个带正电粒子，电荷量为q，质量为m,在电场力的作用下从静止开始运动，求到达负极板时的速度v？（不计重力）【引导学生解题，教师在黑板板书】师：带电粒子在匀强电场中做什么运动？生：匀加速直线运动师：何以见得是匀加速运动？生：电场是匀强电场，所受的电场力恒定师：对于匀加速直线运动，可以用什么方法求解末速度v？生：用运动学公式师：可以用其他方法做吗？【点人回答】师：如果是在非匀强电场中，那么还能用牛顿第二定律和运动学方法求解吗？生：不能，因为此方法只适用于匀强电场。
师：在非匀强电场中动能定理还适用吗？请问公式中的U指什么？生：动能定理仍然适用，U是初末位置之间的电势差，与其中的场强分布无关。
师：如果我将电荷从靠近负极板1/3处释放，这个时候怎么列动能定理呢？生：.......【点人回答】【PPT展示带电粒子在电场中的加速问题基本思路】可见，带电粒子在匀强电场中的运动是以电场为背景，增加一个电场力的作用，但运用到的物理规律仍然是我们前面所学习的运动学与牛顿运动定律，或者应用功能关系解决，可谓“电学搭台，力学唱戏”！我们看到例题2：如图所示，有一质量为m、带电荷量为q的油滴，在竖直放置的两平行金属板间的匀强电场中的中线上由静止释放，可以判定（ ）A ．油滴在电场中做抛物线运动B ．油滴在电场中做匀速直线运动C ．油滴在电场中做匀加速直线运动D ．油滴运动到极板上的时间只取决于两板间距离ABC 要分析油滴的运动状态，做什么运动？【点4名学生回答】D 要讨论运动时间，如何分析？【点学生回答】不论电荷在电场中受重力还是不受重力，要分析电荷的运动状态，仍然要结合受力情况和初始状态综合分析。
高中物理第一章静电场带电粒子在电场中的运动学案新人教选修
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；2. 掌握处理带电粒子在电场中的加速和偏转问题的基本思路和方法。
【回顾】 基本粒子：如电子、质子、α粒子、离子等—— 重力带电粒子带电微粒：如带电油滴、小球、灰尘等—— 重力一、带电粒子在匀强电场中的加速例1：真空中有一对平行金属板AB ，板间电压为U ，靠近正极板附近有一个带正电粒子，电荷量为q ，质量为m,在电场力的作用下从静止开始运动，求粒子到达负极板时的速度v ？（不计重力）方法1:（牛顿运动定律 运动学规律）方法2:（动能定理）思考：带电粒子从靠近负极板31处释放，粒子到达负极板处速度是多少？【及时归纳】解决带电粒子在匀强电场中加速问题的基本思路：例2：如图所示，有一质量为m 、带电荷量为q 的油滴，在竖直放置的两平行金属板间的匀强电场中的中线上由静止释放，可以判定（ ）A ．油滴在电场中做抛物线运动B．油滴在电场中做匀速直线运动C．油滴在电场中做匀加速直线运动D．油滴运动到极板上的时间只取决于两板间距离分析：二、带电粒子在匀强电场中的偏转例3：质量为m，电荷量为q的正电荷（不计重力）以初速度v0沿垂直于电场的方向，进入长为L、间距为d、电压为U的平行金属板间的匀强电场中，若粒子能射出电场，求：①粒子穿越电场的时间t；②粒子离开电场时的偏移量y；③粒子离开电场时的速度v ；④粒子离开电场时的速度偏向角θ；【思维拓展】质子和α粒子由静止经电压U1加速后，又垂直进入电压为U2的匀强电场，若能飞出偏转电场，它们偏移量之比是多少？飞出电场时的方向有什么关系？例4：质量为m=6.4×10-27kg，电荷量为q=1.6×10-19C的正电荷（不计重力）由静止经相同电压U1=200V 加速后，又垂直进入电压为u随如图所示规律变化的匀强电场，已知偏转极板间距d=10cm，板长L=10cm，试求该电荷出极板后偏转位移的最大值？【课堂小结】【课后小练】1.如图，两平行的带电金属板水平放置。
高中物理第一章静电场第九节带电粒子在电场中的运动学案新人教版选修
第九节 带电粒子在电场中的运动（1）【学习目标】1、会推导带电粒子在电场中加速的速度表达式．2、会推导带电粒子在匀强电场中偏转的偏转距离和偏转角【新知预习】1．带电粒子的加速——动能定理(若在匀强电场中做直线运动则与一般的匀加速直线运动规律相同)2．带电粒子在匀强电场中的偏转——类平抛运动3．动能定理的表达式： 4．平抛运动的相关知识5．电场力做功的计算方法： W= （恒力→匀强电场） W= （任何电场）【导析探究】导析一．带电粒子在电场中被加速例1 图为两个带小孔的平行金属板，板间电压为U 。
一带电粒子质量为m 、电荷量为－q ，从左孔飘入板间电场，最终从右孔射出。
不计粒子重力。
求：粒子从右孔射出时的速度v（1）请用牛顿第二定律结合运动学公式解答本题．（称之为解法一）（2）请用电场力做功w=qU 结合动能定理解答本题．（称之为解法二）例2 右图所示，尖端Ｃ为一个极，以Ｃ为圆心，金属曲面AB 为另一极．金属曲面上开有小孔Ｏ．两极间电压为Ｕ，Ｃ为低电势．电子从Ｃ激发后，在电场中被加速，求电子从孔Ｏ离开时的动能．思考：能用解法一答题吗，能用解法二答题吗？讨论后解答本题． U －+特别提示1．带电粒子是指像电子、质子这样的微观粒子，相比它们所受的电场力，其重力小到忽略不计．2．带电粒子在非匀强电场中受到的电场力是变力，所以，只能用动能定理研究；带电粒子在匀强电场中受到的电场力是恒力，所以，既可以用动能定理研究，也可以用牛顿第二定律研究．3．由221mv qU =有mqU v 2= ⑴ ⑴式在匀强电场、非匀强电场中都成立；⑴式中Ｕ为初、末状态之间的电压．．．．．．．．．．．．； ⑴式成立条件：带电粒子初速度为零．导析二 . 带电粒子在匀强电场中的偏转情景4 在真空中放置一对金属板Y 、Y ＇，把两板接到电源上，两板间就出现一个匀强电场，极板电压为Ｕ，板间距离为d ，板长为Ｌ．一个电子（e,m ）平行两金属板沿中线射入电场中，初速度用v 0表示．（1）分析电子的初始条件与受力情况，判断电子将如何运动？（2）假设电子能射出电场．设出射点与入射点在电场方向的投影距离为偏转位移y ，出射点速度与入射速度的夹角叫偏转角θ．请推导偏转位移y 、偏转角θ的正切值的表达式．（3）假设电子没有射出电场，而是落在L 32处，求末动能．特别提示1．若带电粒子垂直进入匀强电场中，由于惯性，带电粒子沿初速度方向做匀速直线运动，由于受到电场力是恒力，带电粒子沿电场力方向做初速度为零的匀加速直线运动，这两个运动同时发生，故带电粒子做匀变速曲线运动（称“类平抛”）．2．若带电粒子能从电场中射出，其偏转位移U dmv ql y 2022=，偏转角Φ的正切 U dmv ql 20tan =φ．高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
高中物理第一章静电场电场强度导学案新人教选修
1.3 电场强度学习目标1.理解电场强度的概念及其定义式，会根据电场强度的定义式进行有关的计算2.知道电场的叠加原理，并应用这个原理进行简单的计算3. 会用电场线描述电场,理解电场线的概念、特点。
4．学会处理带电粒子在电场中的运动问题学习疑问学习建议【预学能掌握的内容】1．电场：电荷的周围存在着由它产生的一种特殊．它的特征之一是对放入其中的________有力的作用．甲电荷对乙电荷的作用力，就是甲电荷的________对乙电荷的作用力． 2．静电场是指的电荷产生的电场．3．试探电荷是用来检验电场__________及其________分布情况的电荷，是研究电场的工具．激发或产生我们正在研究的电场的电荷是电场的________．4．放入电场中某点的试探电荷所受的跟它的的比值，叫做该点的电场强度．简称场强．其定义式为E＝________，单位是________，符号是________．电场强度是______量，有大小也有方向，其方向与在该点所受电场力的方向相同．5．真空中点电荷的场强：E＝________.Q为正电荷时，在电场中的P点场强E的方向________；Q为负电荷时，E的方向__________．6．匀强电场：．匀强电场是电场强度的大小______，方向________的电场．匀强电场的电场线是________相等的________线．7．电场强度的叠加：如果场源电荷不只是一个点电荷，则电场中某点的电场强度为__________________在该点产生的电场强度的__________．8．电场线是画在电场中的一条条_____________，曲线上每点的_____ ___表示该点的电场强度方向．电场线的特点有：(1)起始于无限远或，终止于或．(2)任意两条电场线．(3)电场线的疏密表示场强的．几种常见电场的电场线画法匀强电场：电场中各点场强的____________都相同的电场．电场线为 直线。
高中物理第一章静电场电场强度知识导学案新人教选修
3 电场强度问题探究一个物体没有与地球接触，就能受到重力作用，重力是重力场传递的.两个电荷没有相互接触，彼此间就有相互作用的静电力，那么静电力是如何发生的？当两个带电小球之间的距离发生变化时，其静电力的大小也会发生变化，可见电场是有强弱的.我们通过怎样的方式来检验电场的强弱分布呢？ 自学导引1.电场：电荷周围客观存在的一种特殊物质叫________，电场的基本性质是对放入其中的电荷或微小物体有______的作用．电荷之间的相互作用力是通过________发生的. 答案：电场 力 电场 2．电场强度（1）定义：放入电场中某点的电荷所受的静电力F 跟它的电荷量q 的比值，叫做该点的___________，简称________，用符号_______来表示.（2）定义式：________________________，它适用于所有静电场． （3）单位：牛／库仑(N ／C)或伏/米（V/m ）.（4）方向：电场强度是________，物理学中规定，电场中某点场强的方向与__________在该点所受__________的方向相同，与负电荷在该点所受静电力的方向________. 答案：（1）电场强度 场强 E （2）E=qF（4）矢量 正电荷 静电力 相反 3．真空中的点电荷的电场强度：E=k2r Q，它只适用于___________________的场强计算. 答案：真空中点电荷 4．电场的叠加：在同一空间，如果有几个静止电荷同时产生电场，那么空间某点的场强是各电荷________存在时在该点所产生的场强的________和，合场强的计算应遵守_____________________. 答案：单独 矢量 平行四边形定则5．电场力：电荷在电场中受到的作用力，其大小为：___________，正电荷受的电场力的方向与电场强度方向________，负电荷受的电场力的方向与电场强度方向________.图1-3-1答案：F=qE 相同 相反 6．电场线：在电场中画出若干曲线，曲线上任意一点的切线方向都和该点的场强方向________（如图1-3-1所示）；电场线虽然可以用实验的方法来模拟，但电场中并不________电场线，它只是为了形象地描述电场而引入的一种________的曲线． 答案：相同 存在 假想 7．电场线的特点：（1）静电场中，电场线起始于__________，而终止于__________ (或___________)或起始于___________而终止于__________.（2）电场线上每一点的切线方向跟该点的场强方向________. （3）任意两条电场线__________，不中断．（4）电场线的疏密程度反映了场强的________．电场线越密的地方，场强________；电场线越稀的地方，场强越弱.（5）电场线不表示电荷在电场中的运动轨迹． 答案：（1）正电荷 负电荷 无穷远处 无穷远处 负电荷 （2）相同 （3）不相交 （4）强弱 越强8．匀强电场：在电场中的某一区域里，电场强度的大小处处________、方向处处________，这个区域的电场叫匀强电场．匀强电场的电场线是________、__________的一簇直线． 答案：相等 相同 平行 等间距 疑难剖析 一、公式E=q F 和E=k 2rQ的区别 公式E=qF是电场强度的定义式，对任何情况都适用． 公式E=k2r Q 仅适用于真空中点电荷的电场，E=q F 提供了量度电场强度的一种方法；E=k 2rQ则提供了真空中点电荷电场的场强计算方法.在E=q F 中q 是试探电荷，故E 与q 无关，而在E=k 2rQ中Q 是产生电场的场源电荷，故E 与Q 成正比．二、电场力和电场强度的区别和联系 电场强度E电场力F含义反映电场中各点的力的性质的物理量 电场对放入其中的电荷的作用力公式E=qF F=qE决定因素E 的大小只决定于电场本身，与电荷q 无关．在电场中不同的点，E 的大小一般是不同的F 的大小由放在电场中某点的点电荷q 和该点的场强共同决定，F 和q 成正比方向 对于确定的电场，其中各点的场强都有确定的方向，即正电荷的受力方向 同一电荷受力的方向因在电场中的位置而异；同一位置则因受力电荷的电性而异 单位N/CN外P 点的电场强度为 E 0.当把一电荷量也是q 的点电荷放在P 点时，测得点电荷受到的静电力为F 1；当把一电荷量为 aq 的点电荷放在P 点时，测得作用在这个点电荷的静电力为F 2.则在国际单位制中（ ）图1-3-2A ．F 1的数值等于qE 0B ．F 2的数值等于aF 1C ．a 比1小得越多，F 2的数值越接近aqE 0D ．a 比1小得越多，F 2的数值越接近aF 1思路分析：本题涉及的问题是是否能将放入P 点的点电荷看作试探电荷．显然，当引入电荷的电荷量也为q 时，它对金属球表面的电荷分布会带来影响，这个电荷不能作为试探电荷，它改变了金属球作为带电体在空间中产生电场的分布，因此，P 点的场强会因引入q 而发生变化，不再为 E 0，则A 错.当置于P 点电荷的电荷量为aq 时，金属球电荷的分布情况发生变化，故P 点的场强发生改变，即在两种情况下所受电场力与带电荷量都不成正比，故B 错误.a 比1小得越多，aq 电荷对金属球的表面电荷分布影响越小，该处的电场强度越接近E 0，此时F 的值越接近aqE 0. 答案：C温馨提示：对于金属球来说，作为场源电荷，本来它在P 点的场强由它自己决定，取决于它的带电荷量及到P 点的距离，但引入另一电荷后，会改变空间中的电场分布，从而改变P 点的场强、除非该电荷可看作检验电荷，带电荷量足够小，不至于明显地影响到金属球的电荷分布，因此做题时一定要注意物理规律的成立条件，不能直接套用一切情况.【例2】 研究表明，地球表面的电场强度不为零，假设地球表面附近的电场强度的平均值为20 N/C ，方向垂直地表面向下，则地球表面带____________电，平均每平方米表面带电荷量为q=___________.(已知静电力常量k=9.0×109 N ·m 2/C 2，π取3.0，地球半径R 取6.4×106m)思路分析：把地球等效为一个均匀带电的球体，将其表面的电荷量看作全部集中于地球的球心，由地球表面附近的电场强度方向垂直地球表面向下可知地球表面带负电.由E=2RkQ,得Q=k ER 2，每平方米均匀带电荷量σ=24RQ ，代入数值得σ=1.85×10-10C. 答案：负 1.85×10-10C温馨提示：有些同学刚看到这个题的时候感到无从下手，但如果注意到题目中给了地球的场强和半径，就能联想到我们所学的点电荷的场强了.我们知道，一个半径为R 的均匀带电球体在外部产生的电场，与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相等，球外各点的电场强度也是E=2R kQ.这里我们把可以地球看成是一个均匀带电球体. 三、几种常见电场线的分布及特点1．点电荷的电场：正电荷的电场线从正电荷出发延伸到无限远，负电荷的电场线由无限远处延伸到负电荷，如图1-3-3所示．图1-3-3(1)点电荷形成的电场中，不存在场强相等的点．(2)若以点电荷为球心做一个球面，电场线处处与球面垂直．在此球面上场强大小处处相等，方向各不相同.2．等量同种电荷的电场：电场线分布如图1-3-4所示（以等量正电荷为例），其特点有： (1)两点电荷连线的中点处场强为零，此处无电场线，向两侧场强逐渐增大，方向指向中点．(2)两点电荷连线中点沿中垂面(中垂线)到无限远，电场线先变密后变疏，即场强先变大后变小，方向背离中点．图1-3-43．等量异种电荷的电场：电场线分布如图1-3-5所示（以等量正负电荷为例），其特点有：图1-3-5(1)两点电荷连线上的各点场强方向从正电荷指向负电荷，沿电场线方向先变小再变大，中点处场强最小．(2)两点电荷连线的中垂面(中垂线)上，电场线的方向均相同，即电场强度方向都相同，总与中垂面（或中垂线）垂直且指向负电点荷一侧，从中点到无穷远处，场强大小一直减小，中点处场强最大．4．匀强电场：场强的大小、方向处处相同，电场线为间距相等的平行直线，电场线分布如图1-3-6所示.图1-3-6四、电场线是电荷在电场中的运动轨迹吗？电场线有曲线的，也有直线的，下面我们分两种情况讨论．(1)电场线是曲线的情况：如图1-3-7所示，将一正点电荷置于P点，(静止)电荷所受电场力的方向沿该点的切线方向，那么电荷要沿切线加速，必然偏离电场线，电场线不能成为粒子的运动轨迹；如果点电荷有初速度v0，不论v0的方向如何，带电粒子带何种电荷，电场线均不能成为电荷的运动轨迹.图1-3-7(2)电场线是直线的情况：在动力学中我们知道，一个物体做直线运动，必须满足物体所受合外力的方向与初速度的方向在一条直线上，或者初速度为零而合外力的方向始终在一条直线上.如果电场线是一条直线，而带电粒子只受电场力(或合外力方向在电场线上)，同时满足初速度为零(或初速度的方向在电场线上)，电场线才与粒子的运动轨迹重合．【例3】图1-3-8中a、b是两个点电荷，它们的电荷量分别为Q1、Q2，MN是ab连线的中垂线，P是中垂线上的一点.下列哪种情况能使P点场强方向指向MN的左侧（）图1-3-8A ．Q 1、Q 2都是正电荷，且Q 1＜Q 2B ．Q 1是正电荷，Q 2是负电荷，且Q 1＞|Q 2|C ．Q 1是负电荷，Q 2是正电荷，且|Q 1|＜Q 2D ．Q 1、Q 2都是负电荷，且|Q 1|＞|Q 2|思路分析：作出A 、B 、C 、D 四种情况的矢量合成如图1-3-9所示，可以看出A 、C 、D 三种情况中P 点场强都指向MN 左侧.图1-3-9 答案：ACD温馨提示：本题考查电场强度的叠加：电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和.在考试中要善于作图分析.【例4】 如图1-3-10所示，正电荷Q 放在一匀强电场中，在以Q 为圆心、半径为r 的圆周上有a 、b 、c 三点，将检验电荷q 放在a 点，它受到的电场力正好为零，则匀强电场的大小和方向如何?b 、c 两点的场强大小和方向如何?图1-3-10思路分析：根据题意可知，检验电荷q 所在点的电场是由两个电场叠加而成的.根据题意可知，正电荷Q在a 点的场强和匀强电场的场强大小相等、方向相反，所以匀强电场的大小为E=k2rQ，方向向右，如图1-3-11所示．在b 点，两个电场合成可得E b =2k 2r Q ；在c 点，两个电场合成可得E C =2k 2rQ.图1-3-11思维陷阱：在空间如果几个点电荷同时存在，它们的电场就互相叠加，形成合电场，求某点场强的矢量和，遵循平行四边形定则．此题经常出错的原因在于只求出一个场强，而忽视了场强的叠加. 拓展迁移1.电场中某点的电场强度与放入该点的试探电荷有关吗?答案：电场中某点的电场强度E 是唯一的，是由电场本身的特性(形成电场的电荷及空间位置)决定的.虽然E=qF，但场强E 绝不是试探电荷所受的电场力，也不是单位正试探电荷所受的电场力，因为电场强度不是电场力，电场中某点的电场强度，既与试探电荷的电荷量q 无关，也与试探电荷的有无无关．因为即使无试探电荷存在，该点的电场强度依然是原有的数值. 2.在空间中任意两条电场线为什么不会相交?答案：在空间任何一点，如果存在电场的话，其方向只可能有一个，如果在该点有两条电场线相交，相交点就出现了两个电场方向，这当然是不可能的.实际电场线在空间也不会相切，如果相切，电场线之间的间距为零，此处的电场强度就会是无穷大.2019-2020学年高考物理模拟试卷一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的1．2017年11月5日，我国用长征火箭成功发射了两颗北斗三号组网卫星(如图所示)，开启了北斗卫星导航系统全球组网的新时代。
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第9节带电粒子在电场中的运动（2）
类平抛运动分析
〖自主学习〗
请阅读教材第一章第9节P33至P34。
完成下列问题，并将相应内容在书上做上记号【任务1】
1、平抛运动的条件：
【任务2】
2、平抛运动的运动性质：。
【任务3】
3、平抛运动处理的方法。
【任务4】
4、平抛运动的公式
【任务5】
5、带电粒子垂直进入匀强电场时的受力特点
〖问题讨论〗
【问题1】
带电粒子垂直进入匀强电场时的运动性质：
【问题2】
带电粒子垂直进入匀强电场时的处理方法：
高二年级物理选修3－1学案
————带电粒子在电场中的运动（2）类平抛运动分析
〖学习目标〗
1、掌握带电粒子在匀强电场中的偏转问题。
2、能用处理平抛运动的方法-----合成与分解的方法处理带电粒子在匀强电场中的偏转问题。
〖知识链接〗
平抛运动处理思路和方法
〖新课内容〗
在真空中有一对平行金属板AB，相距为d,两板间加以电压U，形成匀强电场。
在电场中有
一个带正电荷的带电粒子（不计粒子的重力），试讨论当粒子初速度方向与电场方向垂直释放后的运动情况：试求：（1）画出粒子的受力分析图（2）带电粒子的加速度（3）带电粒子的运动性质（4）带电粒子的轨迹方程（5）带电粒子在两板间运动的时间（6）带电粒子飞出极板区域时的侧向位移（7）带电粒子飞出极板区域时的速度大小（8）带电粒子飞出极板区域时的偏向角
〖典型例
题〗
1、
2、如图所示，电子在电势差为U 1的加速电场中由静止开始运动，然后射入电势差为U 2的两块平行极板间的电场中，射入方向跟极板平行，整个装置处在真空中，重力可忽略，在满足电子能射出平行板区的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角θ变大的是（ ）
A.U 1变大、U 2变大
B.U 1变小、U 2变大
C.U 1变大、U 2变小
D.U 1变小、U 2变小
3、如图所示，两块长3cm 的平行金属板AB 相距1cm ，并与300V 直流电源的两极相连接，
B A ϕϕ<，如果在两板正中间有一电子（ m =9×10－31kg ，e =－1.6×10－19
C ）
，沿着垂直于电场线方向以2×107
m/s 的速度飞入，则（1）电子能否飞离平行金属板正对空间？
（2）如果由A 到B 分布宽1cm 的电子带通过此电场，能飞离电场的电子数占总数的百分之几？
图9－5－14
0v
图9－5－
19
4、如图所示的装置，U 1是加速电压，紧靠其右侧的是两块彼此平行的水平金属板。
板长为L ，两板间距离为d ，一个质量为m 、带电量为－q 的粒子，经加速
电压加速后沿金属板中心线水平射人两板中，若两水平金属板间加
一电压U 2，当上板为正时，带电粒子恰好能沿两板中心线射出；当
（1）2
1U U 为多少？ （2）为使带电粒子经U 1加速后，沿中心线射入两金属板，并能够从两板之间射出，两水平金属板所加电压U 2应满足什么条件？
课堂练习：电子在电势差U1的加速电场由静止开始运动，然后射入电势差U2的两块平行极板间的电场中，入射方向跟极板平行，整个装置处于真空中，重力可忽略。
在满足电子能射出平行板区的条件下，下列四种情况下，一定能使电子的偏转角θ变大的是：（ ）
A 、U1变大，U2变大
B 、U1变小，U2变大
C 、U1变大，U2变小
D 、U1变小，U2变小 〖课后作业〗
1、1、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。
(板长0.2m tan 2
1=θ )。