发布时间 : 星期一 文章黄山中学——带电粒子在电场中的应用一更新完毕开始阅读4ac73086aeaad1f346933f79
物理学科学案
本学期第 课时 课题： 带电粒子在电场中的运动应用一 本单元第 课时 主备人：赵金福 日期：2014.10.12 班级 审核人：曲金城 姓名 学习目标： 1、 掌握带电粒子在电场中做直线运动的规律与方法 2、 掌握带电粒子在电场中做类平抛运动的规律与方法 学习过程及内容 学习探究 一、带电粒子在电场中的直线运动 讨论带电粒子在电场中做直线运动(加速或减速)的方法： ( 1 ) 力和加速度方法——牛顿运动定律、匀变速直线运动规律 ( 2 ) 功和能方法——能量守恒定律，动能定理； 例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的小球在B板下方距离B板为H处，以初速度v0竖直向上运动，从B板小孔进入板间电场． (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？ 二、带电粒子在电场中的类平抛运动 带电粒子在电场中做类平抛运动涉及带电粒子在电场中加速和偏转的运动规律，利用运动的合成与分解把曲线运动转换为直线运动研究，涉及运动学公式（平抛运动规律）、牛顿运动定律、动能定理、功能关系的综合应用． 例2 如图所示，水平放置的两平行金属板，板长为10 cm ，两板相距2 cm . 一束电子以
v0＝4.0×107 m/s的初速度从两板中央水平射入板间，然后从板间飞出射到距板右端L为45 cm、宽D为20 cm的荧光屏上．不计电子重力，荧光屏中点在两板间的中线上，电子质量 m＝9.0×10－31 kg，电荷量e＝1.6×10－19 C 。求： (1)电子飞入两板前所经历的加速电场的电压； (2)为使带电粒子能射到荧光屏的所有位置， 两板间所加电压的取值范围． 三、带电粒子在交替变化的电场中的运动 交变电场作用下粒子所受的电场力发生改变，从而影响粒子的运动性质；由于电场力周期性变化，粒子的运动性质也具有周期性；研究带电粒子在交变电场中的运动需要分段研究，特别注意带电粒子进入交变电场的时间及交变电场的周期． 例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 四、带电粒子在电场（复合场）中的圆周运动 解决电场（复合场）中的圆周运动问题，关键是分析向心力的来源，指向圆心的力提供向心力，向心力的提供有可能是重力和电场力的合力，也有可能是单独的重力或电场力． 例4．如图所示，ABCD为竖直放在场强为E＝ 104 N/C的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道，其中轨道的ABC部分是半径为R＝0.5 m的半圆环，B为半圆弧的中点，轨道的水平部分与半圆环相切于C点，D为水平轨道的一点，而且CD ＝2R，把一质量m ＝100 g 、带电荷量q＝104 C的－负电小球，放在水平轨道的D点，由静止释放后，在轨道的内侧运动．g＝10 m/s2，求： ( 1 )它到达B点时的速度是多大？ ( 2 )它到达B点时对轨道的压力是多大？ 应用一针对训练 题组一 带电粒子在电场中的直线运动 1．如图所示，平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度，两极板与一直流电源相连．若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器，则在此过程中，该粒子( ) A．所受重力与电场力平衡 B．电势能逐渐增加 C．动能逐渐增加 D．做匀变速直线运动 2． 图为示波管中电子枪的原理示意图，示波管内被抽成真空．A为发射电子的阴极，K为接在高电势点的加速阳极，A、K间电压为U，电子离开阴极时的速度可以忽略，电子经加速后从K的小孔中射出时的速度大小为v.下面的说法中正确的是 ( ) A．如果A、K间距离减半而电压仍为U，则电子离开K时的速度仍为v B．如果A、K间距离减半而电压仍为U，则电子离开K时的速度变为v/2 C．如果A、K间距离不变而电压减半，则电子离开K时的速度变为2v 2 D．如果A、K间距离不变而电压减半，则电子离开K时的速度变为v/2 3．如图所示，M、N是真空中的两块平行金属板，质量为m、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，粒子恰好能到达N板，如果要使这个带电粒子到达 1M、N板间距的 后返回，下列措施中能满足要求的是(不计带电粒子的重力) ( ) 21A．使初速度减为原来的 2B．使M、N间电压加倍 C．使M、N间电压提高到原来的4倍 1D．使初速度和M、N间电压都减为原来的 2