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2019-2020年高中物理
1.9带电粒子在电场中的运动学案新人教版选修3-1I【学习目标】
1.学会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.学会研究带电粒子在电场中运动时的能量转化规律【重点难点】带电粒子在电场中运动加速和偏转【课前预学】
1.带电粒子在电场中的加速真空中有一对平行板A板接电源的正极B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极板释放若极板间电势差为U电子质量为m、电荷量为q加速后的最大速度为
2.带电粒子在匀强电场中的偏转1进入电场的方式:以初速度v0电场线进入匀强电场2受力特点:静电力大小且方向与初速度v0的方向3运动特点:做与力学中的平抛运动类似故称作4运动规律:初速度方向:位移X=;速度Vx=;沿电场线方向加速度a=;位移Y=;速度Vy=;合运动总位移S=;合速度V=【课堂探究】主题1:带电粒子在电场中的加速阅读教材中“带电粒子的加速”部分的内容回答下列问题1教材中对图
1.9-1计算粒子到达另一个极板时的速度情形是从功能转化角度运用动能定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2如果带电粒子不是由静止开始而是以初速度v0从正极板向负极板运动到达负极板时的速率是多少如果沿着不同的路线到达负极板时的速率相等吗主题2:类平抛运动阅读教材中“带电粒子的偏转”和例题2中的内容回答下列问题1例题2中带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2把带电粒子在偏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常把垂直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哪些不同之处3在例题2中电子穿出极板的时间为t=如果增大极板间电势差U电子是否可能飞不出极板如果飞不出极板电子将落在哪里电子运动的时间由哪些量决定4在例题2中电子射出极板后将做什么运动是否仍然可以用分运动的合成来研究其在电场外的运动【技能检测】
1.下列粒子从初速度为零的状态经过电压为U的电场加速后粒子速度最大的是 A.质子 B.氘核 C.氦核 D.钠离子Na+
2.一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
3.如图所示一质量为
4.0×10-15kg、电荷量为
2.0×10-9C的带正电质点以
4.0×104m/s的速度垂直于电场方向从a点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
5.0×104m/s由此可知电场中a、b两点间的电势差φa-φb= V;带电质点离开电场时的速度在电场方向上的分量为 m/s不考虑重力作用
4.如图所示在两条平行的虚线内存在着宽度为L、电场强度为E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量为+q、质量为m的带电粒子重力不计以垂直于电场线方向的初速度v0射入电场中v0方向的延长线与屏的交点为O试求:1粒子从射入到打在屏上所用的时间2粒子刚射出电场时的速度方向与初速度方向间夹角的正切值tanα3粒子打在屏上的点P到点O的距离x。