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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设计新人教版选修3-
11.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、速度和位移等物理量的变化.
2.综合运用静电力做功、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.
3.了解示波管原理并会分析简单现象.自主探究
一、知识回顾
1.牛顿第二定律的公式是什么
2.动能定理的表达式是什么
3.解决平抛这类曲线运动的方法是 水平方向: 竖直方向: 速度偏转角度 .
4.静电力做功的计算方法:恒力匀强电场: 任意情况: .
二、知识准备电场中的带电粒子在什么情况下不考虑重力
1.
2. 合作探究
一、带电粒子的加速【提出问题】你听说过电子枪吗带电粒子做加速或减速直线运动的条件是什么【例题】如图所示在真空中有一对平行金属板两板间加以电压U两板的间距为d.两板间有一质量为m带正电荷q的带电粒子.它在电场力的作用下由静止开始从正极板向负极板运动到达负极板时的速度有多大不考虑粒子的重力试用功能关系和运动学关系求解.【思维拓展】如果进入电场的速度为v0其最后射出电场的速度为多大【思考讨论】上述问题中如果在非匀强电场中该用何种方法求解上面的方法是否仍然适用为什么【尝试练习】炽热的金属丝可以发射电子如图.在金属丝和金属板间加以电压U=2500V发射出的电子在真空中加速后从金属板的小孔穿出.电子穿出时的速度有多大设电子刚离开金属丝时的速度为零.m=
0.9×10-30kge=
1.6×10-19C
二、带电粒子在匀强电场中的偏转【例题】如图所示质量为m、带电量为q的正粒子以初速度v0垂直于电场线射入匀强电场中穿出电场.匀强电场的两板间距为d电势差为U板长为l粒子不计重力.
1.问题讨论1q的受力大小和方向怎样2垂直电场和平行电场方向的运动性质怎样3与学过的哪种运动形式类似
2.深入探究:设两极板间电荷带电荷量为q质量为m平行板长为l两板间距为d电势差为U初速度为v
0.试求:垂直电场方向时间t= 平行电场方向加速度a= 偏移距离y= 平行于电场方向的速度vy= 偏转角tanθ= . 【尝试练习】如图所示两个相同极板Y与Y的长度L=
6.0cm相距d=
2.0cm极板间的电压U=200V.一个电子沿平行于板面的方向射入电场中射入的速度v0=
3.0×107m/s.把两板间的电场看作匀强电场求电子射出电场时沿垂直于板面方向偏移的距离y和偏转的角度θm=
0.9×10-30kge=
1.6×10-19C.【拓展练习】质子质量为m、电量为e和二价氦离子质量为4m、电量为2e以相同的初动能垂直射入同一偏转电场中离开电场后它们的偏转角正切之比为 侧移之比为 . 【思维拓展】以相同的初速度进入同一偏转电场其结果如何
三、示波管的原理
1.如果在电极XX之间不加电压但在YY之间加不变的电压使Y的电势比Y高有时说这种情况是“Y正Y负”电子束运动过程中受哪个方向的力电子将打在荧光屏的什么位置试着在荧光屏上标出.如果在YY之间不加电压而在XX之间加不变的电压X正X负电子将打在荧光屏的什么位置试着在荧光屏上标出.
2.如果在电极XX之间不加电压而在电极YY之间所加的电压按如图所示的规律随时间变化在荧光屏上会看到什么图形
3.如果YY之间的电压仍然如图所示而在电极XX之间加不变的电压X正X负在荧光屏上会看到什么图形若XX之间的电压是“X负X正”呢
4.如果YY之间的电压仍然如图甲所示而在电极XX之间所加的电压按图乙所示的规律变化在荧光屏上会看到什么图形建议按以下步骤画图.1在白纸上画出荧光屏的放大图;2在图上分别标出O、A、B、C、t
1、D、E、F、t2几个时刻光点在荧光屏上的位置;3根据以上光点的位置画出荧光屏上的图形. 甲 乙课堂检测
1.下列粒子由静止经加速电压为U的电场加速后粒子动能最大的是 粒子速度最大的是 A.质子质量为m、电量为eB.氦核质量为4m、电量为2e
2.先后让一束电子和一束氢核通过同一对平行板形成的偏转电场进入时速度方向与板面平行.在下列两种情况下分别求出离开时电子偏角的正切与氢核偏角的正切之比.已知氢核与电子质量之比为1836∶
1.1电子与氢核的初速度相同.2电子与氢核的初动能相同.
3.一个电荷量为-q质量为m的带电粒子由静止进入一个电压为U1的加速电场加速后又垂直进入一个电压为U2的偏转电场经偏转电场偏转后打在荧光屏上整个装置如图所示不计粒子的重力.求:1出偏转电场时的偏移距离y;2出偏转电场时的偏转角θ;3打在荧光屏上时的偏移距离Y.。