2013.10.5带电粒子在电场中的运动习题课学案(1)

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《第十章 5 带电粒子在电场中的运动》作业设计方案-高中物理人教版19必修第三册

《带电粒子在电场中的运动》作业设计方案（第一课时）一、作业目标通过本次作业，学生应能够：1. 熟练掌握带电粒子在电场中的运动模型；2. 理解电场力对带电粒子做功的特点；3. 能够运用所学知识解决相关问题。

二、作业内容1. 理论题：a. 简述带电粒子在电场中的受力情况，并解释电场力对带电粒子做功的特点；b. 阐述几种常见的带电粒子在电场中的运动模型，并分析其运动特点；c. 针对不同的运动模型，说明如何求解粒子的速度、动能、电势能和电势差等物理量。

2. 实验题：a. 结合实验器材（如导线、微安表、电压表等），设计一个测量匀强电场强度的实验方案；b. 根据设计方案，实际操作并记录实验数据，进行分析和处理，得出电场强度；c. 讨论实验误差的主要来源，并提出改进措施。

3. 计算题：a. 给定带电粒子在电场中的运动情况（包括初速度、受力情况、运动轨迹等），求粒子的速度、动能、电势能和电势差等物理量的变化；b. 设计一个实际应用场景（如静电除尘器、静电分选器等），阐述其中的带电粒子运动原理，并分析其优缺点。

三、作业要求1. 独立完成：学生需独立完成作业，不得抄袭或依赖他人；2. 认真思考：学生应充分思考问题，结合所学知识进行分析和解答；3. 规范书写：答案书写应规范、整洁，便于批改；4. 按时提交：作业应在规定时间内提交，逾期不候。

四、作业评价1. 批改标准：作业的批改将根据答案的准确性、逻辑的合理性以及应用知识的能力进行评估；2. 评价内容：包括正确率、解题方法、书写规范等方面；3. 反馈形式：对于作业中存在的问题，将以批注或总结的形式进行反馈，同时鼓励学生提出疑问或讨论，共同进步。

五、作业反馈1. 学生应根据批改结果进行自我反思，总结经验教训，加强薄弱环节的学习；2. 教师将根据作业情况，调整教学内容和方式，以更好地满足学生的学习需求；3. 鼓励学生及时与教师沟通交流，共同探讨物理学习的奥秘。

作业设计方案（第二课时）一、作业目标：1. 巩固学生对带电粒子在电场中运动的基本概念和规律的理解；2. 提高学生解决实际问题的能力，包括受力分析、运动轨迹预测等；3. 培养学生的逻辑思维和科学探究精神。

10.5 带电粒子在电场中的运动-教案

带电粒子在电场中的运动【教学目标】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。

3．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。

4．通过知识的应用，培养学生热爱科学的精神。

【教学重点】带电粒子在匀强电场中的运动规律。

【教学难点】综合应用力学和电学知识处理偏转问题。

【教学过程】一、新课导入教师活动：给学生抛出2012年全世界粒子物理学界最振奋人心的消息：发现“上帝粒子”。

给大家讲述中国科学院卡弗里理论物理研究所2012年KITPC拓展项目活动，欧洲核子中心大型强子对撞机原理。

结合北京正负电子对撞机的图片讲述参观感受，介绍电子直线加速原理与世界粒子物理研究前沿对接，引入新课。

二、新课教学1．教学任务：带电粒子在电场中的的平衡问题师生活动：出示问题问题1：水平放置的两平行金属板间有一匀强电场，已知板间距离为d=5cm，有一质量为m=1.0×10-9kg、带负电的液滴悬浮其中，其电荷量为5.0×10-12C，要使液滴处于静止状态，两极板间应加多大的电势差？哪块极板的电势较高？以提问的方式，师生共同分析得出结论，投影解题过程。

学生回答：略2．教学任务：带电粒子的加速师生活动：出示问题问题2：如图，两平行极板之间的距离为d，板间存在场强为E的匀强电场，有一电荷量为e，质量为m的电子，从左侧极板附近由静止加速，求：电子的加速度、到达右侧极板时的速度及所需时间。

问题3：如图，两平行极板之间的距离为d ，板间电压为U ，有一电荷量为e ，质量为m 的电子，从左侧极板附近由静止加速，求：电子的加速度、到达右侧极板时的速度及所需时间。

问题4：如图，两平行极板之间的距离为d ，板间电压为U ，有一电荷量为e ，质量为m 的电子，以初速度为v 0从左侧极板附近加速，求：电子的加速度和到达右侧极板时的速度。

学生分三组，分别完成问题2、问题3和问题4，分别汇报结果。

《带电粒子在电场中的运动习题》优秀教案

授课课目19带电粒子在电场中的运动（习题）课型习题课时安排第 1课时（共 1 课时）授课时间2021年 10 月 21 日授课教师授课班级高二教学目标知识与技能目标1.巩固电场对带电粒子的加速和偏转原理。

2.会应用牛顿运动定律、运动学知识和动能定理计算带电粒子在电场中的运动问题。

过程与方法目标1.巩固应用牛顿运动定律、运动学知识和动能定理解决电场问题的方法。

2.应用类比的方法解决带电粒子在电场中的类平抛问题。

情感态度与价值观体会类比方法在解答物理问题中的应用教学重点具体问题的分析和解答教学难点具体问题的分析和解答教学方法讲练结合使用教具多媒体教学过程教学内容及教师活动学生活动新课导入复习导入：1电场力2电场力做功3功能关系思考并回答讲授新课一、基础训练1一带电粒子在电场中只受电场力作用时，它不可能出现的运动状态是A．匀速直线运动B．匀加速直线运动C．匀变速曲线运动 D．匀速圆周运动2．如图所示，在场强为E，方向水平向右的匀强电场中，A、B为一竖直线上的两点，相距为L，外力F将质量为m，带电量为－q的微粒，从A点匀速移到B点，重力不能忽略，则下面说法中正确的是A．外力的方向水平B．外力的方向竖直向上C．外力的大小等于qE＋mgD．外力的大小等于错误!3．平行板间加如图a所示周期变化的电压，重力不计的带电粒子静止在平行板中央，从t＝0时刻开始将其释放，运动过程无碰板情况．如图b中，能定性描述粒子运动的速度图象正确的是4．2021·济南模拟如图所示，质子错误!H和α粒子错误!He，以相同的初动能垂直射入偏转电场粒子不计重力，则这两个粒子射出电场时的侧位移之比为A1、A2层次学生全做，A3、A4层次学生做1——6题教学过程讲授新课A．1 1 B．1 2C．2 1 D．1 45．如图所示，一电荷量为＋q，质量为m的带电粒子以初速度为v0，方向与极板平行射入一对平行金属板之间．已知两极板的长度，相距为d，极板间的电压为U，试回答下列问题．粒子只受电场力作用且上极板带正电1粒子在电场中所受的电场力的大小为________，方向__________，加速度大小为__________，方向________．2粒子在方向上做________运动，在电场中的运动时间为________．3粒子在方向上做________运动，离开电场时，在方向上偏离的距离为________．当其他条件不变，d增大时偏离距离将________．4粒子离开电场时，在方向上的分速度为________，如果偏转的角度为θ，那么tanθ＝________当其他条件不变，U增大时θ角将________6．如图所示，abcd是一个正方形盒子．方向的匀强电场．一个质量为m带电量为q的粒子从a处的小孔沿ab方向以初速度v0射入盒内，并恰好从e处的小孔射出．忽略粒子重力求：1该带电粒子从e孔射出的速度大小．2该过程中电场力对该带电粒子做的功．3若正方形的边长为，试求该电场的场强．7．如图所示是示波管工作原理示意图，电子经加速电压U1加速后垂直进入偏转电场，离开偏转电场时的偏转量为h，两平行板间的距离为d，电势差为U2，板长为为了提高示波管的灵敏度单位偏转电压引起的偏转量可采取哪些措施？课堂小结一、带电粒子的加速二、带电粒子的偏转课后作业A1、A2层卷子1——7题A3、A4层卷子1、3、4、5、6题板书设计19带电粒子在电场中的运动（习题）一、带电粒子的加速二、带电粒子的偏转例例课后反思。

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学习目标：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。

学习重点难点：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。

自主学习：一、温故而知新，请同学们复习相关知识，回答以下问题：1．牛顿第二定律的内容是什么？请写出它的表达式。

2．动能定理的表达式是什么?3．什么是平抛运动，我们是用什么方法研究平抛运动的？请分析它的运动特点：（1）水平方向做什么运动？（2）竖直方向做什么运动？（3）如果物体初速度为v 0，写出经过时间t 时，它的水平位移是多少？竖直位移是多少？竖直分速度是多大？偏转角度tanθ的值是多少？（4）请写出电场力做功的计算方法。

二、在现代科学实验和技术设备中，常常利用电场来控制或改变带电粒子的运动。

利用电场使带电粒子加速，利用电场使带电粒子偏转，就是两种最简单的情况。

合作探究：（一）．带电粒子的加速问题探究一：在真空中有一对平行金属板，两板间的电势差为U ，两极板间距为d ，若一个质量为m ,带电荷量为q的粒子，在静电力的作用下由静止开始从负极板向正极板运动，计算它到达正极板时的速度。

（根据题目所给的条件和你的知识储备，你能用几种方法解答上述问题，请把你的解决方法写出来。

）v深入探究：1．若初速度为v0（不等于零），最终的速度表达式又是怎么样的呢？2．若以上电场改为非匀强电场，以上方法仍然都适用吗?比较以上方法，你能得出什么结论？如果带电粒子在电场中的速度方向和加速度方向垂直，带电粒子的运动情况又如何呢?（二）带电粒子的偏转：问题探究二：如右图所示，设电子带电荷量为q，质量为m，平行板长为l，两板间距为d，电势差为U，以初速度v0垂直于电场线射入匀强电场中。

请同学们分析讨论以下问题：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？你能类比得到带电粒子在电场中运动的θ研究方法吗?深入探究：根据你对问题的理解，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a；（3）粒子在射出电场时竖直方向上的偏转位移y；（4）粒子在离开电场时竖直方向的分速度v y；（5）粒子在离开电场时的偏转角度的正切值tanθ（注意θ角为末速度的方向和初速度方向的夹角）。

1——1《带电粒子在电场中的运动》导学案

D113《带电粒子在电场中的运动》导学案编写人：朱义基班级：姓名：第组【学习目标】1．掌握带电粒子在匀强电场中的加速和偏转问题的处理方法。

2．自主学习，合作探究，通过带电粒子在电场中的偏转学会类比的研究方法。

3．积极投入，全力以赴，养成科学思维的习惯，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，示波管的工作原理。

预习案——新知初探·自主学习一、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。

二、带电粒子的偏转1．运动性质分析：带电粒子垂直于电场线方向飞入匀强电场时，做运动。

2．分析处理方法：与分析处理力学中的运动类似，应用运动的合成与分解处理，即将运动分解为：（1）初速度方向上的；（2）电场力方向上的。

三、示波管的原理1．构造：示波管是示波器的核心部件，外部是一个抽成真空的玻璃外壳，内部主要由、和组成，如图所示。

2．原理：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，如在电极YY´之间加一个，在XX´偏转板上接入仪器自身产生的，在荧光屏上就会出现按YY´偏转电压规律变化的可视图象。

探究案【质疑探究】——质疑解疑、合作探究探究点一带电粒子在匀强电场中的加速[例题一] 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。

针对训练1：如图所示，在点电荷+Q的电场中有A、B两点，将质子和α粒子（氦核）分别从A点由静止释放到达B点时，它们的速度大小之比为多少？探究点二带电粒子在匀强电场中的偏转[例题二] 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；（3）位移与初速度夹角tanα；（4）将速度v反向延长交图中虚线于A点，求x OA。

《第十章5带电粒子在电场中的运动》作业设计方案-高中物理人教版19必修第三册

《带电粒子在电场中的运动》作业设计方案（第一课时）一、作业目标本作业设计旨在通过《带电粒子在电场中的运动》这一课题的学习，使学生掌握电场的基本概念、电场力对带电粒子的作用及带电粒子在电场中的运动规律，并能够应用这些知识解决实际问题。

同时，通过作业练习，提升学生的物理思维能力和分析问题的能力。

二、作业内容1. 理论学习：学生需预习带电粒子在电场中受力的知识点，理解电场强度的概念及其对带电粒子的作用力，掌握库仑定律及电场力的计算方法。

2. 课堂互动：通过课堂讲解和师生互动，使学生理解带电粒子在匀强电场中的运动规律，包括直线加速和偏转等运动状态。

3. 实践操作：学生需完成以下实践操作题目：（1）利用所学的知识分析不同情况下带电粒子的运动轨迹。

（2）根据已知的电场条件和粒子初始状态，计算粒子的运动轨迹和速度变化。

（3）利用计算机模拟软件或物理实验设备模拟带电粒子在非匀强电场中的运动。

4. 作业练习：学生需完成以下书面作业题目：（1）选择题：涉及电场的基本概念、电场力的计算等。

（2）计算题：计算带电粒子在匀强电场中的运动轨迹及速度变化等。

（3）应用题：结合实际生活场景，分析并解决与带电粒子在电场中运动相关的问题。

三、作业要求1. 学生需认真预习相关理论知识，并做好课堂笔记。

2. 实践操作过程中，学生应按照操作步骤进行，注意观察和记录实验现象和数据。

3. 书面作业要求字迹工整、步骤清晰、计算准确。

学生在完成作业后应自行检查，确保答案的正确性。

4. 学生应在规定时间内完成作业，并按时提交。

四、作业评价教师将根据学生的作业完成情况、课堂表现、实践操作能力等方面进行评价。

评价标准包括知识掌握程度、解题思路的清晰度、计算准确性以及实践操作的规范性等。

五、作业反馈教师将对每位学生的作业进行批改，并给出详细的评语和建议。

对于优秀的学生给予表扬和鼓励，对于存在的问题及时指出并帮助学生改正。

同时，教师还将根据学生的作业情况调整教学进度和教学方法，以更好地满足学生的学习需求。

高考物理带电粒子在电场中的运动学案

带电粒子在电场中的运动学案1．带电粒子在匀强电场中的直线运动（1）带电粒子在匀强电场中静止时，如果只受重力和电场力，则电场力的方向为______ 若带电粒子的质量为m ,电场的强度为E ,则粒子的带电荷量为__________,若粒子带负电,场强方向为______________,粒子带正电,场强方向为_________________。

（2）带电粒子在匀强电场中作匀速直线运动，且只受重力和电场力，必有________等于__________；设匀强电场两极板电压为U ，板间距离为d ,带电粒子的电荷量为+q ，则电容器的_________带正电荷；带电粒子的质量为_____________。

（3）带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场，受到的电场力与____________在同一直线上,做_________________运动。

（4）粒子只受电场力作用，动能变化量等于电场力做的功，其动能定理表达式为_____________(初速度为零时)，__________________________(初速度不为零时),上面公式适用于一切电场.2．带电粒子在电场中的偏转（1）不考虑带电粒子的重力，粒子以速度v 0垂直于电场方向飞入两带电平行板产生的匀强电场时，受到恒定的与初速度方向成________角的电场力作用而做_________________运动。

沿初速度方向做_____________运动；沿电场力方向做_______________运动。

（2）上述运动，粒子的加速度a =___________=___________=____________(板间距离为d ，电压为U )；射出电场的时间v lt =（板长为l ），则离开电场的侧位移为______________,偏转角tan θ=________________。

自主练习1．如图所示，质量为m 、带电量为+q 的滑块沿绝缘的斜面匀速下滑，当滑块滑至竖直向下的匀强电场区域时，滑块地运动状态为：A ．继续匀速下滑B ．将加速下滑C ．将减速下滑D ．上述三种情况都有可能2．如图所示，从灯丝发出的电子经加速电场加速后，进入偏转电场，若加速电压为U 1，偏转电压为U 2，要使电子在电场中的偏转量减小为原来的1/2倍，下列方法中正确的是A. 使U 1增大为原来的2 B ．使U 2减小为原来的1/2倍C ．使偏转板的长度增大为原来2倍D ．使偏转板的距离减小为原来的1/2带电粒子在电场中的运动学案1．带电粒子在匀强电场中的直线运动（1）带电粒子在匀强电场中静止时，如果只受重力和电场力，则电场力的方向为______ 若带电粒子的质量为m ,电场的强度为E ,则粒子的带电荷量为__________,若粒子带负电,场强方向为______________,粒子带正电,场强方向为_________________。

带电粒子在电场中的运动学案1

A B + - . υ0带电粒子在电场中的运动学案班级姓名例1:板间的距离d,板长为l 的平行金属板，两板间电压为U 2 ,一个带电荷量为+q 、质量为m 的带电粒子，以初速υ0沿垂直场强方向从两平行金属板正中间射入匀强电场中，如图所示，若粒子能射出两板间, (不考虑粒子的重力）求：⑴粒子穿越电场的时间t (2)粒子离开电场的偏转量y(3)粒子末速度v t 的大小和方向(4)粒子穿越电场后变化的电势能变化1:若离金属板为L 处有一竖直的屏,求粒子到达屏上的位置离O 点的距离Y.变化2：若在两板间加如图所示电压，请定性分析带电粒子在水平方向和竖直方向上各做什么运动？（粒子在碰到极板前）变化3：如图所示，A 板发出的电子经加速后，水平射入水平放置的两平行金属板间，金属板间所加的电压为U ，电子最终打在荧光屏P 上，关于电子的运动，则下列说法中正确的是A ．滑动触头向右移动时，其他不变，则电子打在荧光屏上的位置上升B ．滑动触头向左移动时，其他不变，则电子打在荧光屏上的位置上升C ．电压U 增大时，其他不变，则电子打在荧光屏上的速度大小不变D ．电压U 增大时，其他不变，则电子从发出到打在荧光屏上的速度变大例2：三维设计P119 针对训练3变式1：三维设计P119典例课堂训练：1.(2014 天津卷）如图所示，平行金属板A 、B 水平正对放置，分别带等量异号电荷。

一带点微粒水平射入板间，在重力和电场力共同作用下运动，轨迹如图中虚线所示，那么A ．若微粒带正电荷，则A 板一定带正电荷B ．微粒从M 点运动到N 点电势能一定增加C ．微粒从M 点运动到N 点动能一定增加D ．微粒从M 点运动到N 点机械能一定增加2.光滑水平面上有一边长为l 的正方形区域处在场强为E 的匀强电场中，电场方向与正方形一边平行．一质量为m 、带电荷量为＋q 的小球由某一边的中点，以垂直于该边的水平初速度v 0进入该正方形区域．当小球再次运动到该正方形区域的边缘时，具有的动能不可能为A ．0B ．12mv 20＋12qEl C ．12mv 20 D ．12mv 20＋23qEl 3.如图所示，直角坐标系xoy 位于竖直平面内，在x ＞0的区域内有电场强度大小E = 4N/C 、方向沿y 轴正方向的条形匀强电场，其宽度d =2m 。

带电粒子在电场中的运动习题课

带电粒子在电场中的运动习题课三门中学叶美莲一、设计思路带电粒子在电场中受到电场力的作用。

电场力做功与路径无关，本节内容延续了之前学习的动力学和功能关系的基础上，研究带电粒子在电场中的两个相关问题（动力学问题和能量问题）。

本节课着重分析带电粒子在电场中的几种运动（匀变速直线运动，匀变速曲线运动，圆周运动），设计的知识有静电场力和能的性质、牛顿运动定律、动能定理、运动的合成和分解等内容。

所学的习题需要典型，同时也要体现一定的层次性，难度由易到难。

想通过三个习题对应的三个运动，总结出带电粒子在电场中运动的相关策略，审题过程中朝引的方向，受力分析、运动分析、及其规律的选择。

抓住电场力的特点与重力的相似，采取等效的思想，类比在物体在重力场的运动，起到化陌生模型为熟悉的模型，有助于解答。

通过本节内容的学习，加深对力、电知识的理解，有利于培养学生用物理规律解决实际问题的能力，同时也为以后学习带电粒子在磁场中的运动打下基础。

二、前期分析电场是电学的基本知识，是学好电磁学的关键。

带电粒子在电场中的运动是本章知识的重要应用之一，是力学知识和电学知识的综合。

在学科教学指导意见和考试说明中都把该内容列为理解并掌握的内容，也是高考必考内容之一。

学生已有的知识框架：1.力学中的相关处理方法：（1）采用运动和力的观点:牛顿第二定律和运动学知识求解；（2）采用功能方法来解答相关问题。

2.了解类比和建模等科学方法的应用。

3.在匀强电场中的电场力是恒力，电场力做功与路径无关，只与初末状态的电势差有关，电场力做功引起粒子电势能的改变，这些性质与重力的特征相似，所以在电场中的运动我们可以采用类比相似的方法来学习。

学生学习一些新的运动，需要有原有的知识为基础，前后知识联系越紧密，越容易为教学提供比较清晰的知识线索，确保学生在学习上的循序渐进。

我们要通过典型题目的训练和讲解，培养学生良好的思维品质，使学生模型明确，思路清晰，合理利用物理规律解决物理问题。

《带电粒子在电场中的运动》学案

城东蜊市阳光实验学校第九节、带电粒子在电场中的运动学案导学学习目的〔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根本原理．〔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、推理才能〔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自主学习1．利用电场来改变或者者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________．2．示波器：示波器的核心部件是_____________，示波管由电子枪、_____________和荧光屏组成，管内抽成真空．同步导学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，假设是匀强电场，那么做匀加(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v0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v0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v0射入电场中，在电场中受到电场力而发生偏转，那么电荷的偏转间隔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程度方向做匀速运动，由L=v0t 得t=L/v0由运动学公式221at s =可得：U dmv qL L md Uq y 202202)v (21=⋅= 带电离子在分开电场时，竖直方向的分速度：v⊥dmv qUL at 0== 离子分开偏转电场时的偏转角度θ可由下式确定：dmv qUL v v 200Ítan ==θ图1—8—4电荷射出电场时的速度的反向延长线交两板中心程度线上的位置确定：如下列图，设交点P 到右端Q 的间隔为x ，那么由几何关系得：x y /tan =θ电荷好似是从程度线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 ．U edhB ．edUhC ．dh eUD ．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v0进入匀强电场，如图1—8—4所示．假设两极板间电压为U ，两极板间的间隔为d 、板长为L ．设粒子束不会击中极板，那么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：带电粒子在程度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：程度方向匀速，那么运动时间是是t ＝L/v0①竖直方向加速，那么侧移221at y =② 且dmqU a =③ 由①②③得2022mdv qUL y =图1—8－5 那么电场力做功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U1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U2作用后，以速度v 分开电场，平行板长为l ，两板间间隔为d ，求：①0v 的大小；②离子在偏转电场中运动时间是是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离子在分开偏转电场时的横向速度y v ；⑥离子在分开偏转电场时的速度v 的大小；⑦离子在分开偏转电场时的横向偏移量y ；⑧离子分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：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．即：程度方向为速度为v0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． ∴在程度方向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)根据题目描绘的物理现象和物理过程以及要答复以下问题，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)根据题目所给的条件，选用有关的物理规律，列出方程或者者方程组，运用数学工具，对参量间的函数关系进展逻辑推理，得出有关的计算表达式．(3)对表达式中的量、未知量进展演绎、讨论，得出正确的结果．当堂达标1．如图l —8—6所示，电子由静止开始从A 板向B 板运动，当到达B 板时速度为v ，保持两板间电压不变．那么()A ．当增大两板间间隔时，v 也增大B ．当减小两板间间隔时，v 增大C ．当改变两板间间隔时，v 不变D ．当增大两板间间隔时，电子在两板间运动的时间是是延长2．如图1—8—7所示，两极板与电源相连接，电子从负极板边缘垂直电场方向射入匀强电场，且恰好从正极板边缘飞出，如今使电子入射速度变为原来的两倍，而电子仍从原位置射入，且仍从正极板边缘飞出，那么两极板的间距应变为原来的()A ．2倍B ．4倍C ．0.5倍D ．0.25倍图1—8－7图1—8－83．电子从负极板的边缘垂直进入匀强电场，恰好从正极板边缘飞出，如图1—8—8所示，如今保持两极板间的电压不变，使两极板间的间隔变为原来的2倍，电子的入射方向及位臀不变，且要电子仍从正极板边缘飞出，那么电子入射的初速度大小应为原来的〔〕 A ．22B ．21C ．2D ．2 4．以下带电粒子经过电压为U 的电压加速后，假设它们的初速度均为0，那么获得速度最大的粒子是()A ．质子B ．氚核C ．氦核D ．钠离子Na ＋5．真空中有一束电子流，以速度v 、沿着跟电场强度方向垂直．自O 点进入匀强电场，如图1—8—9所示，假设以O 为坐标原点，x 轴垂直于电场方向，y 轴平行于电场方向，在x 轴上取OA ＝AB ＝BC ，分别自A 、B 、C 点作与y 轴平行的线跟电子流的径迹交于M 、N 、P 三点，那么：(1)电子流经M ，N 、P 三点时，沿x 轴方向的分速度之比为．(2)沿y 轴的分速度之比为．(3)电子流每经过相等时间是是的动能增量之比为．6．如图1—8—10所示，—电子具有100eV 的动能．从A 点垂直于电场线飞入匀强电场中，当从D 点飞出电场时，速度方向跟电场强度方向成1500角．那么A 、B 两点之间的电势差UAB ＝V ．7．静止在太空中的飞行器上有一种装置，它利用电场加速带电粒子形成向外发射的高速电子流，从而对飞行器产生反冲力，使其获得加速度．飞行器质量为M ，发射的是2价氧离子．发射离子的功率恒为P ，加速的电压为U ，每个氧离子的质量为m ．单位电荷的电荷量为e ．不计发射氧离子后飞行器质量的变化，求：图1—8－9图1—8—10(1)射出的氧离子速度．(2)每秒钟射出的氧离子数．(离子速度远大于飞行器的速度，分析时可认为飞行器始终静止不动)8．如图1—8—12所示，一个电子(质量为m)电荷量为e ，以初速度v0沿着匀强电场的电场线方向飞入匀强电场，匀强电场的场强大小为E ，不计重力，问：(1)电子在电场中运动的加速度．(2)电子进入电场的最大间隔．(3)电子进入电场最大间隔的一半时的动能．9．如图1—8—13所示，A 、B 为两块足够大的平行金属板，两板间间隔为d ，接在电压为U 的电源上．在A 板上的中央P 点处放置一个电子放射源，可以向各个方向释放电子．设电子的质量m 、电荷量为e ，射出的初速度为v ．求电子打在B 板上区域的面积．10.如图1—8—1 4所示一质量为m ，带电荷量为+q 的小球从距地面高h 处以一定初速度程度抛出，在距抛出点程度间隔l 处，有一根管口比小球直径略大的竖直细管，管上口距地面h/2，为使小球能无碰撞地通过管子，可在管子上方的整个区域里加一个场强方向程度向左的匀强电场，求：(1)小球的初速度v0.(2)电场强度E 的大小． (3)小球落地时的动能Ek ．探究：课本考虑与讨论学后反思：你对学案的意见：课后作业：图1—8—12图1—8—13图1—8—14问题与练习4、5第九节带电粒子在电场中的运动学案导学答案自主学习：1.加速、偏转2.示波管、偏转电板当堂达标：1.CD2.C3.B4.A1112313500V 7.(1)2m eU (2)eU P 2 8.(1)m eE (2)eE mv 220(3)420mv 9.eU d mv 222π 10.(1)h q l v 20=(2)E=qh mgl2(3)mgh E k =。

10.5-1带电粒子在电场中的运动学案

第十章第5节带电粒子在电场中的运动【学习目标】1．会从运动和力的关系的角度、从功和能量变化的关系的角度分析带电粒子在匀强电场中的加速问题。

2．知道带电粒子垂直于电场线进入匀强电场运动的特点，并能对偏移距离、偏转角度、离开电场时的速度等物理量进行分析与计算。

3．了解示波管的工作原理，体会静电场知识对科学技术的影响。

4．通过解决带电粒子在电场中加速和偏转的问题，加深对从牛顿运动定律和功能关系两个角度分析物体运动的认识，以及将匀变速直线运动分解为两个方向上的简单运动来处理的思路的认识。

【课前预习】一、带电粒子的加速1．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。

说明：(1)基本粒子：如电子、质子、α粒子、离子等，由于他们的万有引力(重力)一般远小于静电力，除有说明或明确的暗示以外，一般都忽略重力(但并不忽略质量)。

(2)带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或有明确的暗示以外，一般都不能忽略重力。

2．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：a＝Fm，F＝qE，E＝Ud，得a＝qUmd，由v2－v20＝2 ad，得v＝v20＋2qUm.若v0＝0，由v2＝2 ad，得v＝2qU m(2)利用动能定理来分析：qU＝12mv2－12mv2，得v＝v20＋2qUm.若v0＝0，由qU＝12mv2，可得v＝2qUm二、带电粒子的偏转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：粒子沿垂直于电场方向不受力，做匀速直线运动；平行于电场方向受恒定的电场力，做匀加速直线运动，与平抛运动类似，运动轨迹是一条抛物线。

3．分析思路：运动的合成与分解(1)沿初速度方向：v x＝v0，x＝L＝v0t(2)垂直于初速度方向：a＝qEm＝qUmd，v y＝at，y＝12at24．两个结论(1)偏转距离：y＝12at2＝qL2U2mv20d(2)偏转角度：tanθ＝v yv0＝qLUmv20d5．几个推论(1)射出电场时，速度方向的反向延长线过初速度方向的位移的中点；(2) tan α＝12tan θ(α为位移角，θ为速度角)；(3)带电粒子经过同一偏转电场，若它们的初速度v0相同，只要比荷qm也相同，它们的偏转距离y和偏转角θ一定相同；(4)带电粒子经过同一偏转电场，若它们的初动能E k0相同，只要q相同，它们的偏转距离y和偏转角θ一定相同；(5)带电粒子经过同一加速电场（U0）后，又经过同一偏转电场（U），它们的偏转距离y和偏转角θ一定相同。

高二物理《带电粒子在电场中的运动》练习教案新人教版

8.8 带电粒子在电场中的运动(1)教学目标知识与技能：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．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教学重点带电粒子在匀强电场中的运动规律教学难点综合运用电学和力学知识处理偏转问题教学过程一、课前导学带电粒子在电场中受到电场力的作用会产生加速度，使其原有速度发生变化．在现代科学实验和技术设备中，常常利用电场来控制或改变带电粒子的运动。

二、质疑讨论1、带电粒子的加速(1)要使带电粒子在电场中只被加速而不改变运动方向该怎么办?〔合外力与初速度在一条直线上，只改变速度的大小；合外力与初速度成90°，仅改变速度的方向；合外力与初速度成一定角度θ，既改变速度的大小又改变速度的方向〕=0时，带电粒子到达另一板的速度大小?(2) 如何计算图1.8-1中当v方法一：先求出带电粒子的加速度：方法二：由W=qU及动能定理：2、带电粒子的偏转(教师投影)如下图，电子以初速度v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。

是否考虑重力?(对于基本粒子，如电子、质子、α粒子等，由于质量m很小，所以重力比电场力小得多，重力可忽略不计。

对于带电的尘埃、液滴、小球等，m较大，重力一般不能忽略。

)〔2〕这种情况同哪种运动类似，这种运动的研究方法是什么?〔3〕带电粒子在电场中偏转问题的研究方法是什么?3、示波管的原理出示示波器，教师演示操作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。

多媒体展示：示波器的核心部分是示波管，由电子枪、偏转电极和荧光屏组成。

投影：示波管原理图：三、反馈矫正1.课本例题1.2.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，．试求：初速为v〔1〕带电粒子在电场中运动的时问t。

带电粒子在电场的运动学案

第九节、带电粒子在电场中的运动教学目标：（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知识分析解决带电粒子在电场中的运动。

1．渗透方法教育：运用理想化方法，突出主要因素，忽略次要因素，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。

[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？答案 1.电场力、重力；因重力远小于电场力，所以可以忽略．2．带电粒子进入电场后可能做加速运动，也可能做减速运动；可能做直线运动，也可能做曲线运动．当粒子以平行电场方向进入电场后，将做直线运动．垂直进入做类平抛运动3．方法一：应用牛顿第二定律结合运动学公式．方法二：应用动能定理．课本知识检测：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 ＝12mv 2.在任意电场中，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. 答案 1.远小于 2.动能定理 qU ＝12mv 2 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v 0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v 0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v 0的方向上做初速度__________的________速直线运动：加速度为：a ＝qU dm.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 ＝12at 2＝__________，偏转角：tan θ＝v ⊥v 0＝__________. 答案 1.匀速 t ＝l v 0 2.为零匀加偏移偏转角 qUl 22dmv 20qUl dmv 20 三、示波管的原理2.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。

《带电粒子在电场中的运动习题课》优秀教案

授课课目19带电粒子在电场中的运动课型习题课课时安排 1 授课时间授课教师授课班级高二（1-10）班教学目标知识与技能目标1．了解带电粒子在电场中的加速运动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。

过程与方法目标培养学生分析解决有关加速和偏转的问题情感态度与价值观学会类比的方法来分析带电粒子的偏转问题教学重点带电粒子在电场中的加速和偏转教学难点带电粒子在电场中的加速和偏转教学方法讲授法使用教具教学过程教学内容及教师活动学生活动新课导入1、动能定理内容2、带电粒子在电场中的加速和偏转回答问题讲授新课1．如图所示，两板间距为d的平行板电容器与一电源连接，开关S闭合，电容器两板间有一质量为m，带电荷量为q的微粒静止不动，下列说法中正确的是A．微粒带的是正电B．电源电压的大小等于错误!C．断开开关S，微粒将向下做加速运动D．保持开关S闭合，把电容器两极板距离增大，微粒将向下做加速运动2．如图所示，两极板与电源相连接，电子从负极板边缘垂直电场方向射入匀强电场，且恰好从正极板边缘飞出，现在使电子入射速度变为原来的两倍，而电子仍从原位置射入，且仍从正极板边缘飞出，则两极板的间距应变为原来的A．2倍B．4倍倍倍3．如图所示，在真空中离子，电荷量为q的带电粒子，以初速度v0由小孔进入电场，当M、N间电压为U时，粒子恰好能达到N板，如果要使这个带电粒子到达M、N板间距的1/2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1/2 B．使M、N间电压加倍认真思考积极解答教学过程讲授新课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1/28带电粒子以速度v0沿竖直方向垂直进入匀强电场E中，如图所示，经过一段时间后，其速度变为水平方向，大小为v0，则一定有A．静电力大小等于重力大小B．粒子运动的水平位移大小等于竖直位移大小C．静电力所做的功一定等于重力所做的功D．电势能的减少一定等于重力势能的增加9如图所示，用细丝线悬挂带有正电荷的小球，质量为m，处在水平向右的匀强电场中，在电场力作用下，小球由最低点开始运动，经b点后还可以向右摆动，如用ΔE1表示重力势能的增量，用ΔE2表示电势能的增量，用ΔE表示二者和ΔE＝ΔE1＋ΔE2，则在小球由a摆到b的过程中，下列关系式正确的是A．ΔE10，ΔE2021E2021E2>0，ΔE>012．如图所示，一个电子以4×106 m/的速度沿与电场垂直的方向从A点飞进匀强电场，并且从另一端B点沿与场强方向成150°角方向飞出，那么，A、B两点间的电势差为多少伏？电子的质量为91×10－31 kg认真思考积极解答课堂小结动能定理带电粒子在电场中的加速和偏转课后作业板书设计习题课课后反思。

带电粒子在电场中的运动(导学案)

2、带电粒子在电场中的偏转可以看做哪两种运动的合运动展示导思（20分钟）课中合作探究1．带电粒子在电场中的运动情况加速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）类比平抛运动利用动能定理求速度小组代表展示在力学学习中，我们对曲线运动的一般处理方法是什么？把电子运动分解垂直电场方向的速度为v的匀速直线运动，设该方向为x 方向；在电场方向的初速度为零的、加速度为的匀加速问题1、电子在电场中运动时间t的数学表达式？问题2、电子射出电场时在电场方向上偏移的距离y的数学表达式？问题3、电子射出电场时的速度v大小的数学表达式及方向？检测导练（15分钟）课堂自主检测1、下列粒子从初速度为零的状态经加速电压为U的电场后，哪种粒子速度最大（ A ）哪种粒子动能最大( C )A、质子B、氘核C、氦核D、钠离子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、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，则电子穿越直线运动，在学生讨论的基础上，教师引导学生分析共同得出正确结论：请学生把这些规律、思路、方法记录下来，以便以后学习。

当堂完成，采用“小组轮转批改”的方式当堂批改，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 4、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5．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。