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 =－1.6×10－19

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 )