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文本内容:
2019-2020年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新人教版选修3-1【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律
3.了解示波管的工作原理体会电场知识在科技中的运用【知识导学】
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
①B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
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
③垂直于电场线进入匀强电场2受力特点:静电力大小
④不变且方向与初速度v0的方向
⑤垂直3运动特点:做
⑥匀变速曲线运动与力学中的平抛运动类似故称作
⑦类平抛运动4运动规律:运动
3.示波管1示波器的核心部件是示波管示波管是真空管主要由三部分组成这三部分分别是电子枪、偏转电极、荧光屏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加速形成电子束进入偏转电极YY、XX电子束在YY、XX中受到静电力的作用发生偏转打到荧光屏上形成亮斑【三“点”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主题3:带电粒子在电场中的偏转1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2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主题4:示波管的原理阅读教材中“示波管的原理”的内容回答下列问题1如果建立如图坐标系把荧光屏分为四个象限那么要电子打在第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ象限应该分别在YY、XX上加什么样的电压2如果XX上不加电压仅在YY上加变化的电压那么荧光屏上的亮斑将会在什么位置移动如果同时在XX上加上锯齿形扫描电压将会起到什么效果【知识运用】
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.图示是示波管的原理图下列说法正确的是A.示波管内要抽成真空B.电子枪两极间可接交流电压C.在偏转电极XX加上偏转电压会使电子在水平方向发生偏转D.通过荧光屏上出现的亮斑才能显现电子的位置
3.一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
4.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【拓展提升】拓展
一、带电粒子在电场中的加速
1.如图所示在点电荷+Q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α粒子是指失去电子的氦核拓展
二、带电粒子在匀强电场中偏转问题的分析
2.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【补充学习材料】【反思总结】。