《带电粒子在电场中运动》导学案

课时1. 9带电粒子在电场中的运动

J课程学习目标

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

3・了解示波雷的工作原理，体会电场知识在科技中的运用.

_劣知识记忆与理解= 第一层级、号夢T预

学区站讲J

、知识体系梳理L芾电粒子在电场中的加速

真空中有_对平行板詞板接电瀝的正极0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［板板释放.若极板间电势差为C电子质■为见电荷抛为G加速后的最大速度为②.

2・带电粒子在匀彌电场中的僞转

(1)进入电场的方式:以初速度代3^线进入匀彌电场・

⑵受力待点:静电力大小⑴且方向与初速度比的方向

⑶运动待点:做"；与力学中的平抛运动类似，故称作©

⑷运动规律：

垂亶电场方向

、位移"=⑨Vot

｛

速度:与=at =⑩ 位移：y = |at-=

偏转角度:tan® =

3 .彌管

⑴示波》的核1＞部件是示波■示波霍是夷空■主要由三部分组成这三部分分别S⑬.

(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⑭，形成电子束，进入備转电极m XT 电子束在rr； XV冲受到静电力的作甩发生⑮打到荧光屏上形成壳斑.

-—思维RS究与创

第—雇级导学区•不议不讲)

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VS点难点探究

主题1:带电粒子在电场中的加速

阅读敦材中"带电粒子的加速"部分的内容■回答下列问题.

(1)敎材中对S 1- 9T(计算粒子到达另一个极板时的速度)情形墨从功能转化角度运用动能走理分析的, 你

能否利用牛顿第二定律从动力学角度进行分析？

⑵如杲带电粒子不是由静止开始,而是以初速度1%从正极板向负极板运动劉达负极板时的速率塑多 少?如杲沿箸不同的路线■到达负极板时的速率相等吗？

主题2类平抛运动

阅读敎材中"带电粒子的偏转”和例越2中的内容，回签下列问题・

⑴例題2中W 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？

⑵把带电粒子在僞转电极中的运动与研究平抛运动的方法进行类比・为什么我们峯把垂賣射入匀强 电场的带电粒子的运动叫作类平抛运动，它与平抛运动有哪些相似之处?又有期陛不同之处？

主题3：带电粒子在电场中的偏转

⑴在例S 2中电子射出极板后将做什么运动?罡否仍然可以用分运动的合成来研究其在电场外的运动? ⑵在例题2中■电子穿出极板的时间为r 斗如杲增大极板间电势差£；电子是否可能飞不出极板?如杲 飞不出极板■电子将落在哪里?电子运动的时间由哪些動夬走?

主题4：示波管的原理

阅读敦材中"示波管的原理"的内容，回签下列问题.

⑴如杲建立如0B 坐标系把荧光屏分为四个鉄限厨吆要电子打在第/、久IH 、/I 象限应该分别在 护…W 上加什么样的电压？

(2)如杲总“上不加电压仅在KT 上加变化的电压另吆荧光屏上的壳斑将会在什么位迓移动?如杲同时 在 创上iILt 锯齿形扫描电压将会起到什么效杲？

_

＜辛技能应用与ffi 展 第二Stfia 学区•不妹不讲

"基础智能检测

1・下列粒子从初速度为零的状态经过电压为f 的电场加速后「粒子速度最大的罡()• A ・质子B.贰核a 氮核D-

钠禹子Xa-

2. S 示是示波管的原理圏下列说法正确的是()•

Uo 转电压 加速电压

號

eiT 的工作顶

理图

Un

A ・示波管内要抽成厦空

B. 电子枪两极间可接交流电压

C. 在偏转电极狀力0±儒转电压会使电子在水平方向发生備转

D. 通过荧光屏上出现的亮斑才能显现电子的位迓

3•—带电粒子在电场中只受静电力作用时它不可能出现的运动状态是()•

• • •

A.匀速购运动B,匀加速厦线运动

C.匀变速曲线运动 D ・匀速圆阖运动

4•如ffl 所示，一质量为4・0X10"^ kg 、电荷璽为2,0X10- C 的带正电质点，以4,0X10’ m/s 的速度垂賣于 电场方向从a 原进入匀强电场区域，并从b 点离开电场区域・离开电场时的速度为5,0 X1O* m/s,由此可知， 电场中2 b 两原间的电势差如-血耳；带电质点离开电场时的速度在电场方向上的分量为皿S.(不考虔重 力作用)

坊林■典化・《j*多尢化

J 全新视角拓麻

拓展一、带电粒子在电场中的加速

1.如ffl 所示，在点电荷P 的电场中*& B 两為将质子和a 粒子分别从彳点由静止釋放■到达方点时, 它们的速度大小之比为多少?(a 粒子是摺失去电子的畴)

拓展二、带电粒子在匀强电场中偏转问題的分析

屏

2・如ffl 所示•在两条平行的虚线内存在着55度为厶 电场强度为£的匀强电场,在与右侧虚线相距也为L 处有一与电场平行的屏.现有一电荷■为弋、质量为幼的芾电粒子(畫力不计)■以垂亶于电场线方向的初速 度％射入电场中小方向的延长线与屏的交点为0.试求：

⑴粒子从射入到打在屏上所用的时间.

(2) 粒子冈谢出电场时的速度方向与初速度方向间夹角的正切僮tan a.

(3) 粒子打在屏上的点P 到原0的距离屁

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