云南德宏州梁河高中物理第一章静电场112带电粒子在电场中的运动学案3-1.
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版选修
带电粒子在电场中的运动（1）直线运动和功能分析〖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、动能定理的表达式：【任务2】3、功能原理：。
【任务3】5、电场力做功有一个和重力做功相同的特点是。
【任务4】牛顿第二定律的内容〖问题讨论〗【问题1】物体做直线运动的条件：【问题2】物体做变速直线运动的条件：高二年级物理选修3－1学案————带电粒子在电场中的运动（1）-------直线运动和功能分析〖学习目标〗1、了解带电粒子在匀强电场中的运动规律。
〖新课内容〗1、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?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。
〖例题分析〗1．如图所示，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，已知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距离．(3)电子进入电场最大距离的一半时的动能．2、如图所示，在真空中有一对平行金属板，两板间加以电压U．两板间有一个带正电荷量为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，到达负极板时的速度有多大？3、如图所示,水平放置的两平行金属板相距为d,充电后其间形成匀强电场.一带电量为+q,质量为m的液滴从下板边缘射入电场,并沿直线运动恰好从上板边缘射出.可知,该液滴在电场中做_______运动,电场强度为_______,电场力做功大小为_______4、在一个水平面上建立x轴,过原点O垂直于x轴平面的右侧空间有一匀强电场,场强大小E=6×105 N/C,方向与x轴正方向相同.在O处放一个电荷量q=-5×10-6C,质量m=10 g的绝缘物块,物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.2,沿x轴正方向给物块一个初速度v0=2 m/s,如图所示.求物块最终停止时的位置及整个过程运动的路程.（g取10 m/s2）课堂练习：倾角为30°的直角三角形底边长为2L，底边处在水平位置，斜边为光滑绝缘导轨，现在底边中点O处固定一正电荷Q，让一个质量为m的带正电质点q从斜面顶端A沿斜边滑下（不脱离斜面），如图9－2－14所示，已测得它滑到B在斜面上的垂足D处时速度为v，加速度为a，方向沿斜面向下，问该质点滑到斜边底端C点时的速度和加速度各为多大?作业布置1、如图所示，真空中一质量为m，带电量为－q的液滴以初速度为v0，仰角α射入匀强电场中以后，做直线运动，求：（1）所需电场的最小场强的大小，方向．（2）若要使液滴的加速度最小，求所加的电场场强大小和方向．2、一个质量为m，电量为-q的小物体，可在水平轨道x上运动，O端有一与轨道垂直的固定墙，轨道处于场强大小为E，方向沿Ox轴正向的匀强电场中，小物体以速度V0从x0点沿Ox轨道运动，运动中受到大小不变的摩擦力f作用，且f＜qE，小物体与墙碰撞时不损失机械能，求它在停止前所通过的总路程（选做题）3、如图所示,在绝缘水平面上,有相距为L的A、B两点,分别固定着两个带电荷量L.一质均为Q的正电荷.O为AB连线的中点,a、b是AB连线上两点,其中Aa=Bb=4量为m、电荷量为+q的小滑块（可视为质点）以初动能E k0从a点出发,沿AB直线向b运动,其中小滑块第一次经过O点时的动能为2E k0,第一次到达b点时的动能恰好为零,小滑块最终停在O点,已知静电力常量为k.求:（1）小滑块与水平面间滑动摩擦力的大小.（2）小滑块刚要到达b点时加速度的大小和方向.（3）小滑块运动的总路程s.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1.9带电粒子在电场中的运动(1)学案1选修3_1
带电粒子在电场中的运动第1课时班级姓名第小组学习目标1、掌握带电粒子的加速和偏转规律，知道示波管的主要结构和工作原理2、综合应用力学和电学的知识、解决带电粒子在电场中的运动3、培养综合分析问题的能力一、带电粒子的加速问题自主探究1.如图1真空中有一对平行金属板，两板间电势差为U质量为m带正电量为q的粒子，无初速的放入真空中两带电平行板产生的电场中,两板间距为d。
（忽略粒子重力）(1)质子将如何种运动？(2)它从另一板o孔处穿出时的速度v o多大？(3)讨论有几种求v o的方法。
2. 如图2炽热的金属丝可以发射电子。
在金属丝和金属板之间加以电压U=2500V，发射的电子在真空中加速后，从金属板的小孔穿出。
求电子到小孔处的速度是多大？图23．让原来静止的氢核、氘核、氚核的混合物经同一电场加速后，具有（）A.相同的速度B.相同的动能C.在电场中的运动时间相同.D.在电场中的加速度相同二、带电粒子的偏转 1.自主探索如图3当带电粒子的初速度方向与电场强度方向不在一条直线上时，由于电场力的作用，粒子的速度方向要发生改变，粒子会发生偏转。
探索练习如图3初速度v0=3. 0×107m/s的电子飞入真空中两带电平行板之间。
板长为L=6.0cm,两板间距离d=2cm,两板间电压U=200V，若电子能穿出电场.⑴电子在电场中将如何运动？⑵电子在电场中运动的加速度?⑶电子在电场内运动了多长时间？⑷电子射出电场时沿垂直于初速度方向偏转的角度?⑸电子射出电场时沿垂直于板面方向偏移的距离是多少？2．归纳公式如图3初速度v0的电子飞入真空中两带电平行板之间。
板长为L,两板间距离是d.两板间电压是U，若电子能穿出电场.电子在电场中运动的加速度a= 。
电子在电场内运动的时间t= 。
电子射出电场时沿垂直于初速度方向偏转的角度tanθ= 。
电子射出电场时沿垂直于板面方向偏移的距离y= 。
3.结论应用初速度相同的电子和质子，垂直电场线进入同一偏转场，他们飞出电场时的偏转角和偏转位移是否相同？说明理由。
高中物理 第一章 静电场 1.9 带电粒子在电场中的运动教案 新人教版选修3-1-新人教版高二选修3
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：如下图，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1.9带电粒子在电场中的运动教案选修3_1
带电粒子在电场中的运动一、教学目标：（1）知识与技能：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、速度和位移等物理量的描述。
②理解带电粒子在匀强电场中的运动规律——只受电场力，带电粒子做匀变速运动．③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)（2）过程与方法：①通过带电粒子在电场中的偏转学会类比的研究方法②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能力（3）情感态度与价值观：①通过本节内容的学习，培养学生科学研究的意志品质②通过本节内容的学习，培养学生注意观察生活中的物理二、教材分析与学生分析：在前面学习静电场性质的基础上，本节学习处理带电粒子在电场中运动的问题。
本节内容主要培养学生力学知识和电学知识的综合应用能力，是高考热点之一，也是电学部分重点章节。
学生在前面的学习为本节学习奠定了一定的基础，做了一定的准备，但是本节综合应用知识能力要求较强，而所带的普通班级学生基础相对薄弱，在实践教学中要根据学生情况加以适当调整教学进度，教学难度使其适应学生，所以这节课设计上分为两个课时，此为第一课时。
三、教学重点与难点重点: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四、教学流程设计（一）、新课引入：【实验器材演示和多媒体展示】通过对阴极射线管和示波器的简单介绍，和演示阴极射线管中带电粒子在不同电场中的运动引入（二）、新课教学：一、带电粒子在电场中的加，减速直线。
【例1】右图所示，相距d的两平行金属板间加一电压U，有一带正电荷q、质量为m的带电粒只在电场力的作用下从静止开始从正极板向负极板运动。
则（1）带电粒子在电场中做什么运动？（2）粒子穿出负极板时的速度多大？【引导学生思考解题的思路多样性】【例2】炽热的金属丝可以发射电子，在金属丝和金属板之间加以电压U=2500V，发射出的电子在真空中加速后，从金属板的小孔穿出，电子穿出时的速度有多大？设电子刚刚离开金属丝时的速度为0。
高中物理第一章带电粒子在电场中的运动教案
9 带电粒子在电场中的运动本节分析在前面学习静电场性质的基础上，本节学习处理带电粒子在电场中运动的问题．本节内容主要培养学生综合应用力学知识和电学知识的能力．内容由“带电粒子的加速”“带电粒子的偏转”“示波管的原理”三部分组成．这样安排学习内容梯度十分明显，也符合学生的认知规律．由于力学与电学的综合程度逐渐提高，学生学习出现一些困难也属正常现象．教师应该帮助学生铺设合理的台阶，逐步提高他们的综合分析能力．教材是通过例题的形式来研究带电粒子的加速和偏转问题的．这样的处理可以避免出现“加速度公式、位移公式、速度公式、偏转角公式”等，因为记忆这些公式不仅加重学生负担,更会严重冲击学生研究问题时的物理意识．示波管原理部分不仅对力学、电学知识的综合能力的要求较高，而且要求有一定的空间想象能力．为此,教材第36页“思考与讨论”栏目中设计了四个问题，实际上是设置了四个台阶．教学中要循序渐进，给学生足够的思考空间．教材中带电粒子做匀加速运动，但没有用匀加速运动的公式来处理，而是用动能定理来处理．这是因为在电场中应用动能定理有特别的优越性（静电力做功与路径无关)．学情分析1．学生处理带电粒子在电场中运动的问题时,常常因“重力是否可以忽略”这一问题感到迷茫．教师处理这个问题时，要给学生总结归纳．2．带电粒子的偏转教材给出了电子垂直电场线方向射入匀强电场的情景．由于静电力方向与电子的初速度方向垂直,且静电力是恒力,所以学生可以据此判定电子只能做匀变速曲线运动，进而思考，用什么样的方法分析处理此类曲线运动的问题．3．示波管的原理学生没有根据沙摆实验得到振动曲线的基础，且本节也不宜用三角函数引入,因而本部分内容的学习难度较大，所以应该根据控制变量的思想逐步推进．教学目标错误!知识与技能(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、速度和位移等物理量的变化．(2）综合运用静电力做功、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．（3）了解示波管原理,并会分析简单现象．错误!过程与方法使用运动分解的方法，经历计算推导过程，培养学生的分析能力、抽象思维的能力和综合能力．情感、态度与价值观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．教学重难点重点：带电粒子在电场中的偏转．难点：示波管原理．教学方法类比法、推导公式法、讨论法．教学准备多媒体辅助教学设备．教学过程设计错误!【思维拓展】如果进入电场的速度为v0，其最后射出电场的速度为多大？根据动能定理得:eU＝错误U＝2 500 V，m＝0。
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。
高中物理第一章静电场1.9粒子在电场中的运动学案选修3_1
第一章第9节粒子在电场中的运动【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. 知道示波管的构造和基本原理．【学习过程】学习任务一：回顾相关知识。
1.牛顿第二定律的内容：2.动能定理的表达式：3.平抛运动的运动规律:水平方向：竖直方向：速度偏转角度：位移偏转角度：学习任务二：粒子如何完成加速和偏转？用到了哪些知识？完成以下例题。
真空中水平放置一对平行金属板，板间距为d，板长为L，板间电压为U，带电粒子质量为m，电量为+q，以初速度v0水平射入匀强电场，求电子射出电场时偏移的距离y和偏转的角度ϕ学习任务三：在上题的基础上，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，ϕ）学习任务四：阅读课本，了解示波管的原理。
学习任务五：完成下列题目，检测学习收获。
1.如图，带负电的小球静止在水平放置两板间距离为2.0cm 的平行板电容器两板间，距下板0.8cm 处，两极间电势差为300V ，如果两板间电势差减小为60V ，则带电小球运动到极板上需要多长时间？2.如图，水平平行金属A 、B 接在电源上，一个带正电的液滴从P 由静止释放，从孔S2射出时速度为v1，若B 板不动，A 板稍向上移一些，相同的液滴仍从P 静止释放，经S2射出时的速度为v 2，则有 A ．v1 =v2 B ．v1> v2 C ．v1< v2D ．无法确定v1、 v2的大小3.一束电子流，在电压为U=5000V 的电场作用下获得一定速度后，在距两极板等距离处垂直进入平行板间的匀强电场，如图所示，若两板间距d=1.0cm ，板长L=5.0cm ，那么，要使电子能从平行板间飞出，两个极板上最多加多大的电压？· A B·PS 1 S 22019-2020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．我国新一代可控核聚变研究装置“中国环流器二号M”目前建设顺利，预计2020年投入运行，开展相关科学实验。
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。
云南省德宏州梁河县高中物理 第一章 静电场 1.11 带电粒子在电场中的运动学案(无答案)新人教版选修31
学案1.11 带电粒子在电场中的运动1.掌握带电粒子在电场中加速和偏转所遵循的规律.2.知道示波管的主要构造和工作原理．【课前学习】一、带电粒子的加速在真空中有一对平行金属板，由于接在电池组上而带电，两板间的电势差为U.若一个质量为m、带正电荷q的α粒子，在电场力的作用下由静止开始从正极板向负极板运动，板间距为d.(1)带电粒子在电场中受哪些力作用？重力能否忽略不计？(2)粒子在电场中做何种运动？(3)计算粒子到达负极板时的速度．二、带电粒子的偏转如图1所示，两平行板间存在方向竖直向下的匀强电场，电荷量为q的粒子以速度v0水平射入两极板间，不计粒子的重力．图1(1)粒子受力情况怎样？做什么性质的运动？(2)若板长为l，板间电压为U，板间距为d，粒子质量为m，电荷量为q，求粒子的加速度和通过电场的时间．(3)当粒子离开电场时，粒子水平方向和竖直方向的速度分别为多大？合速度与初速度方向的夹角θ的正切值为多少？(4)粒子沿电场方向的偏移量y为多少？(5)速度的偏转角与位移和水平方向的夹角是否相同？三、示波管的原理1．如图2所示，示波管中的哪部分产生高速飞行的一束电子？是通过什么方法使电子获得较大速度的？图22．示波管中哪两个电极之间的电场使电子上下偏转的？哪两个电极之间的电场使电子左右偏转的？【例题与变式】一、带电粒子在电场中的加速运动例1 如图3所示，在点电荷＋Q激发的电场中有A、B两点，将质子和α粒子分别从A点由静止释放到达B点时，它们的速度大小之比为多少？图3变式1 如图4所示，电子由静止开始从A板向B板运动，到达B板的速度为v，保持两板间的电压不变，则( )图4A．当增大两板间的距离时，速度v增大B．当减小两板间的距离时，速度v减小C．当减小两板间的距离时，速度v不变D．当减小两板间的距离时，电子在两板间运动的时间增大二、带电粒子在电场中的偏转运动例2 如图5为一真空示波管的示意图，电子从灯丝K发出(初速度可忽略不计)，经灯丝与A板间的电压U1加速，从A板中心孔沿中心线KO射出，然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中(偏转电场可视为匀强电场)，电子进入M、N间电场时的速度与电场方向垂直，电子经过电场后打在荧光屏上的P点．已知M、N两板间的电压为U2，两板间的距离为d，板长为L，电子的质量为m，电荷量为e，不计电子受到的重力及它们之间的相互作用力．图5(1)求电子穿过A板时速度的大小；(2)求电子从偏转电场射出时的侧移量；(3)若要电子打在荧光屏上P点的上方，可采取哪些措施？变式2 一束电子流经U＝5 000 V的加速电压加速后，在与两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场，如图6所示，若两板间距d＝1.0 cm，板长l＝5 cm，那么要使电子能从平行极板间的边缘飞出，则两个极板上最多能加多大电压？图6【目标检测】1．(带电粒子在电场中的运动性质)关于带电粒子(不计重力)在匀强电场中的运动情况，下列说法正确的是( ) A ．一定是匀变速运动 B ．不可能做匀减速运动 C ．一定做曲线运动D ．可能做匀变速直线运动，不可能做匀变速曲线运动2．(带电粒子在电场中的直线运动)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7所示，OA ＝h ，则此电子具有的初动能是( )图7A.edh U B ．edUh C.eU dhD.eUh d3．(带电粒子在电场中的偏转)一束正离子以相同的速率从同一位置垂直于电场方向飞入匀强电场中，所有离子的轨迹都是一样的，这说明所有离子( ) A ．都具有相同的质量 B ．都具有相同的电荷量 C ．具有相同的比荷 D ．都是同一元素的同位素4．(对示波管原理的认识)如图8是示波管的原理图．它由电子枪、偏转电极(XX ′和YY ′)、荧光屏组成，管内抽成真空．给电子枪通电后，如果在偏转电极XX ′和YY ′上都没有加电压，电子束将打在荧光屏的中心O 点．图8(1)带电粒子在________区域是加速的，在________区域是偏转的．(2)若U YY ′＞0，U XX ′＝0，则粒子向________板偏移，若U YY ′＝0，U XX ′＞0，则粒子向________板偏移． 【课后巩固】1.如图1所示，在匀强电场E 中，一带电粒子(不计重力)－q 的初速度v 0恰与电场线方向相同，则带电粒子－q 在开始运动后，将( )图1A ．沿电场线方向做匀加速直线运动B ．沿电场线方向做变加速直线运动C ．沿电场线方向做匀减速直线运动D ．偏离电场线方向做曲线运动2.如图2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，则该粒子穿过等势面N 的速度应是( )图2A.2qUmB ．v 0＋ 2qU mC. v 20＋2qUm D.v 20－2qUm3.如图3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( )图3A ．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．如果带电粒子进入电场时的速度与匀强电场的电场力垂直，则粒子在电场中做类平抛运动．若不计粒子的重力，影响粒子通过匀强电场时间的因素是( )A．粒子的带电荷量B．粒子的初速度C．粒子的质量D．粒子的加速度5．带电粒子垂直进入匀强电场中偏转时(除电场力外不计其他力的作用)( )A．电势能增加，动能增加B．电势能减少，动能增加C．电势能和动能都不变D．上述结论都不正确6.如图4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( )图4A．a的电荷量一定大于b的电荷量B．b的质量一定大于a的质量C．a的比荷一定大于b的比荷D．b的比荷一定大于a的比荷7．一台正常工作的示波管，突然发现荧光屏上画面的高度缩小，则产生故障的原因可能是( )A．加速电压突然变大B．加速电压突然变小C．偏转电压突然变大D．偏转电压突然变小8．如图6所示的示波管，当两偏转电极XX′、YY′电压为零时，电子枪发射的电子经加速电场加速后会打在荧光屏上的正中间(图示坐标系的O点，其中x轴与XX′电场的场强方向重合，x轴正方向垂直于纸面向里，y轴与YY′电场的场强方向重合，y轴正方向竖直向上)．若要电子打在图示坐标系的第Ⅲ象限，则( )图6A．X、Y极接电源的正极，X′、Y′接电源的负极B．X、Y′极接电源的正极，X′、Y接电源的负极C．X′、Y极接电源的正极，X、Y′接电源的负极D．X′、Y′极接电源的正极，X、Y接电源的负极9．两个半径均为R的圆形平板电极，平行正对放置，相距为d，极板间的电势差为U，板间电场可以认为是匀强电场．一个α粒子从正极板边缘以某一初速度垂直于电场方向射入两极板之间，到达负极板时恰好落在极板中心．已知质子电荷量为e，质子和中子的质量均视为m，忽略重力和空气阻力的影响，求：(1)极板间的电场强度E的大小；(2)α粒子在极板间运动的加速度a的大小；(3)α粒子的初速度v0的大小．10．一束电子从静止开始经加速电压U1加速后，以水平速度射入水平放置的两平行金属板中间，如图7所示，金属板长为l，两板距离为d，竖直放置的荧光屏距金属板右端为L.若在两金属板间加直流电压U2时，光点偏离中线打在荧光屏上的P点，求OP.图7。
云南省德宏州梁河县第一中学高中物理选修3-1：1-4电势
. 第一章第五节电势能、电势学案【学习目标】1．通过讨论静电力对试探电荷做功，知道静电力做功与路径无关的特点．2．将静电力做功与重力做功进行类比，理解静电力做功与电势能变化的关系．认识电势能的相对性．3．知道电势的定义方法及其定义公式、单位．4．知道等势面的定义，知道电场线一定垂直于等势面.【前置作业】静电力做功的特点 (1)在电场中把点电荷q从A点移动到B点，不管走什么路径，静电力所做的功都相同．说明静电力做功与电荷经过的无关，与电荷的位置和位置有关，这跟重力做功的特点类似。
静电力的功是量，但有正功、负功之分。
(2)上述结论虽然是以电场为例推导得出的，但适用于电场。
电势能 (1)定义：电荷在中具有的势能叫电势能。
(2)静电力做功与电势能变化的关系：①静电力做正功时，电荷的电势能；静电力做负功时，电荷的电势能；静电力做的功等于电势能的。
若电荷在电场中从A点运动到B点，则W AB＝。
②静电力做的功只能决定电势能的变化量，而不能决定电荷在电场中某点的电势能的数值。
(3)电势能具有相对性。
①电荷在电场中某点的电势能，等于把它从移到位置时静电力所做的功。
②通常把电荷在离场源电荷处的电势能规定为零，或把电荷在大地表面上的电势能规定为零。
③电荷在电场中某点的电势能的大小与零电势能点的选取关，但电荷在某两点之间的电势能的差与零电势能点的选取关。
(4)电势能是标量。
电势能有正、负之分，当电荷的电势能为正值时，它就比在零电势能位置的电势能；为负值时，它就比在零电势位置的电势能。
电势(1)定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的的比值，叫做这一点的电势，用φ表示。
定义式：φ＝(2)单位：在国际单位制中，电势的单位是 (V)，1 V＝1 J/C。
(3)相对性：电势也是相对的，常取离场源电荷无限远处的电势为零，大地的电势为零，电势可以是正值，也可以是负值，没有方向，因此是标量(5)与电场线关系：沿着电场线方向，电势逐渐。
高中物理第一章静电场1.9带电粒子在电场中的运动(1)学案2选修3_1
带电粒子在电场中的运动 第1课时班级 姓名 第 小组基础知识：1．带电粒子在电场中的运动，综合了静电场和力学的知识，分析方法和力学的分析方法基本相同：先分析受力情况．．．．．．，再分析运动状态和运动过程．．．．．．．．．(．平衡、加速、减速；直线还是曲线．．．．．．．．．．．．．．．)．，然后选用恰当的规律解题．解决这类问题的基本方法是：(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)用能量转化的观点：动能定理和功能关系求解．2．对带电粒子进行受力分析时应注意的问题(1)要掌握电场力的特点．(2)是否考虑重力要依据情况而定．基本粒子：如电子、质子、α粒子、离子等除有说明或明确的暗示外，一般不考虑重力(但不能忽略质量)． 带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或明确暗示外，一般都不能忽略重力．【目标一】能判断带电粒子在电场中的直线运动，能利用牛顿运动定律ma F =和运动学公式或动能定理022121mv mv W -=解电场中的加速运动问题 在用牛顿第二定律解题时，联系力和运动的桥梁是加带度a ，运动学的基本公式有；=v 、=x 、2v = 。
用动能定理解题时，求功是难点，其中W 可理解为合力的功，公式可写为 ，W 也可理解为各力的总功，公式可写为 ，电场力做功的计算公式有W= 或W= 。
例1.如图真空中有一对平行金属板，两板间电势差为U ，质量为m 带正电量为q 的粒子，无初速的放入真空中两带电平行板产生的电场中,两板间距为d 。
（忽略粒子重力）(1)粒子将如何种运动？(2)它从另一板小孔处穿出时的速度v o 多大？（用两种方法求解）思考：如果粒子进入电场时有水平向右的初速0v ,求穿出小孔时的速度V例2.质量和电量不同的带电粒子，在电场中由静止开始经相同电压加速后 ( )A ．荷质比（即电量与质量之比q/m ）大的粒子速度大，电量大的粒子动能大B ．荷质比大的粒子动能大，电量大的粒子速度大C ．荷质比大的粒子速度和动能都大D ．电量大的粒子速度和动能都大例3.下列粒子从初速度为零的状态经过电压为U 的电场后，速度最大的是（ ）A.质子B.电子C.氦核D.纳离子【目标二】会用平抛运动的知识解决带电粒子在电场中的偏转问题（类平抛运动） 当物体受到恒力且力与初速度方向 时，物体做类平抛运动。
高中物理第一章静电场1.9带电粒子在电场中的运动学案1选修3_1
带电粒子在电场中的运动第1、2课时班级姓名第小组【自主学习】1、为什么在静电场中，电子、质子、原子核等微观粒子所受重力可以忽略计？2、图1.9-1中粒子在电场中加速,什么力对它做功?若初速度不为0,初速度V0,如何应用动能定理列式?假若是匀强电场,能否应用牛顿第二定律解题?请试试看.3、上面两种方法,运动定理与牛顿第二定律,在求解粒子加速问题中,哪种方法应用范围更广?为什么?4、类比是一种重要的学习方法.回忆:右图是平抛运动轨迹.平抛运动条件是什么?水平与竖直方向运动规律?你是用什么方法处理的？5、图1.9-3中电子受力方向与初速度方向有什么关系？电子在电场中做什么运动？如何“化曲为直”求解电子运动规律？6、接上一题。
若两板间电压为U，距离为d，板长为L，电子质量、电量、初速度分别是m、q、V0，求：电子加速度大小与方向？在电场中运动时间？离开电场是偏转距离y？7、观察右图示波器原理图。
从电子枪发出的电子经加速后由圆孔射出。
若水平与竖起两偏转电极均无电压，则粒子打在哪个位置？8、若YY’之间不加电压，而在XX’加不变电压，且X电势高，则电子打在什么位置，在上图中画出来；若XX’之间不加电压，而在YY’加不变电压，且Y电势高，则电子打在什么位置，在上图中画出来；若XX’ YY’同时加上述不变电压，粒子又大概在何处，请画出来。
9、示波器中XX’上扫描电压起什么作用？若XX’不加扫描电压，只在YY ’加上如图正弦信号电压，那在屏幕上会显示什么图形？请画出来。
【自主探究】单项选择题1、质量和电量不同的带电粒子，在电场中由静止开始经相同电压加速后 ( )A ．荷质比（即电量与质量之比q/m ）大的粒子速度大，电量大的粒子动能大B ．荷质比大的粒子动能大，电量大的粒子速度大C ．荷质比大的粒子速度和动能都大D ．电量大的粒子速度和动能都大2、如图所示，在P 板附近有一电子由静止开始向Q 板运动，则关于电子到达Q 板时的速率，下列解释正确的是： （ ）A ．两板间距离越大，加速的时间就越长，则获得的速率越大；B ．两板间距离越小，加速度就越大，则获得的速率越大；C ．与两板间的距离无关，仅与加速电压U 有关；D ．以上解释都不正确。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
带电粒子在电场中的运动
【学习目标】
1、加强学生对带电粒子在电场中的加速和偏转规律的认识
2、提升学生对带电粒子在电场中的偏转问题的应用。
【前置作业】
1．平行板电容器内的电场可以看做是匀强电场，其场强与电势差的关系式为_______，其电势差与电容的关系式为_______
2．带电粒子在电场中做直线运动
(1)匀速直线运动：此时带电粒子受到的合外力一定等于零，即所受到的电场力与其他力
_______
(2)匀加速直线运动：带电粒子受到的合外力与其初速度方向_______
(3)匀减速直线运动：带电粒子受到的合外力与其初速度方向_______
3．带电粒子在电场中的偏转(匀强电场)
带电粒子在匀强电场中做类平抛运动，可将粒子的运动分解为初速度方向的_______运动和电场力方向的初速度为零的_______运动．
位移关系：____________________________ ,位移的偏转y=_____________________。
速度关系：____________________________，速度的偏转角的正切值______________. 4．在所讨论的问题中，（1）带电粒子受到的重力远小于电场力，即mg≪qE，所以可以忽略重力的影响．（2）若带电粒子所受的重力跟电场力可以比拟，则要考虑重力的影响．总之，是否考虑重力的影响要根据具体的情况而定．
5．物体做匀速圆周运动，受到的向心力为_______ (用m、v、r表示)＝_______ (用m、r、T表示)＝_______ (用m、r、ω表示)．
【例题与变式】
例题1：如图所示，水平放置的A、B两平行板相距h，上板A带正电，现有质量为m、带电荷量为＋q的小球以初速度v0竖直向左运动，从B板小孔进入板
间电场．（不计重力）
(1)带电小球在板间做何种运动？
(2)欲使小球刚好打到A板，A、B间电势差为多少？
变式1：如图所示，一质量为m、电荷量为q的带电液滴以速度v沿与水平面成θ角的方向斜向上进入匀强电场，在电场中做直线运动，则液滴向上运动过程中（忽略空气阻力）正确的是
A.电场力不可能小于mgcosθ
B.液滴的动能一定不变
C.液滴的机械能可能不变化
D.液滴的电势能一定不变
例题2：一束电子流在经U＝5 000 V的加速电场加速后，在距两极板等距
处垂直进入平行板间的匀强电场，如图所示．若两板间距d＝1.0 cm，板长
l＝5.0 cm，那么，要使电子能从平行板间飞出，两个极板上最多能加多大
电压？
例题3：带正电的微粒放在电场中，场强的大小和方向随时间变化
的规律如图所示．带电微粒只在电场力的作用下由静止开始运
动，则下列说法中正确的是( )
A．微粒在0～1 s内的加速度与1 s～2 s内的加速度相同
B．微粒将沿着一条直线运动
C．微粒做往复运动
D．微粒在第1 s内的位移与第3 s内的位移相同
变式:2：在例题3中，若从0.5s开始计时，请做出该粒子运动的v-t图。
例题4：如图所示，长L的丝线的一端拴一质量为m、带电荷量为q的正电小球，另一端连
在一水平轴O上，丝线拉着小球可在竖直平面内做圆周运动，整个装置处在竖直向上的匀强电场中，电场强度E.现将小球拉到与轴O在同一水平面的A点上，然后无初速地将小球释放，已知重力加速度g.求：
(1)小球通过最高点B时速度的大小．
(2) 小球运动到与A点时，丝线对小球的作用力的大小．
变式3：如图所示，半径为r的绝缘细圆环的环面固定在水平面上，场强为E的匀强电场与环面平行．一电量为＋q、质量为m的小球穿在环上，可沿环做无摩擦
的圆周运动，若小球经A点时，速度v A的方向恰与电场垂直，且圆环与
小球间沿水平方向无力的作用，求：
(1)速度v B的大小；
(2) 小球通过B点时，环对小球的拉力大小．
【课堂小结】
（1）直线运动（2）偏转（3）交变电场（4）圆周运动
【目标检测】
1、水平放置的A，B为不带电平行金属板，间距为d，构成的电容器电容为
C，质量为m，电量为q的带电液滴一滴一滴由A板上小孔以静止开始向B
板运动，液滴到达B板后，把电荷全部转移在B板上，求
（1）第几滴液滴可在电容器中做匀速运动？
（2）到达B板上的液滴数目最多不能超过多少？
2、如图，两平行金属板A、B相距d=3㎝，接在电压U=12V的电池组上，电池组
的中点接地。
⑴计算两板间场强。
⑵在距A板d/=1㎝处平行板面插入一块薄金属片C，计算AC、CB两区域的场强及
AC、CB间的电势差。
⑶把C板接地后，AC、CB两区域的场强有何变化？
3、一质量为m，带正电且带电量为q的液滴以速度v沿与水平成45度角斜向上进入正交的匀强电场和匀强磁场叠加区域，电场强度方向水平向右，磁场方向垂直纸面向里，如图所示。
已知液滴在场区里做匀速直线运动。
试求: 一电场强度E和磁感应强度B各多大?
试求在某一点A时，如果电厂方向突然变为数值向上，大小不变，此时液滴的加速度是多少？
4、如图所示，用绝缘细线拴住一带正电的小球，在方向竖直向上的匀强电场中
的竖直平面内做圆周运动，则正确的说法是（）
A、当小球运动到最高点a时，线的张力一定最小
B、当小球运动到最低点b时，小球的速度一定最大
C、小球可能做匀速圆周运动
D、小球不可能做匀速圆周运动。