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文本内容:
2019-2020年高中物理第一章静电场
1.12带电粒子在电场中的运动学案新人教版选修3-1【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mgcosθB.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=5000V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=
1.0cm,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0~1s内的加速度与1s~2s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1s内的位移与第3s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vA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vB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。