1、11.9 带电粒子在电场中的运动班级 姓名 ， 1 课时 使用时间 一.学习目标1了解带电粒子在电场中的运动只受电场力，带电粒子做匀变速运动。2重点掌握初速度与场强方向垂直的带电粒子在电场中的运动(类平抛运动)。3 知道示波管的主要构造和工作原理。重点：带电粒子在电场中的加速和偏转规律 难点：带电粒子在电场中的偏转问题及应用。二、自学检测一、带电粒子的加速1带电粒子：对于质量很小的带电粒子，如电子、质子等，虽然它们也会受到万有引力(重力)的作用，但一般来说_静电力，可以忽略2带电粒子被加速：在匀强电场 E 中，被加速的粒子电荷量为 q，质量为 m，从静止开始加速的距离为 d，加速后的速度为 v
2、，这些物理量间的关系满足_：qEd mv2.在非12匀强电场中，若粒子运动的初末位置的电势差为 U，动能定理表达为：_.一般情况下带电粒子被加速后的速度可表示成：v .2qUm二、带电粒子的偏转带电粒子的电荷量为 q，质量为 m，以初速度 v0垂直电场线射入两极板间的匀强电场板长为 l、板间距为 d，两极板间的电势差为 U.1粒子在 v0的方向上做_直线运动，穿越两极板的时间为：_.2粒子在垂直于 v0的方向上做初速度_的_速直线运动：加速度为：a.qUdm粒子离开电场时在电场方向上偏离原射入方向的距离称为_距离，用 y 表示，离开电场时速度方向跟射入时的初速度方向的夹角称为_，用 表示偏移距
3、离为：y at2_，偏转角： tan _.12 vv0三、示波管的原理1示波管的构造：示波管是一个真空电子管，主要由三部分组成，分别是：_、两对_和_2示波管的基本原理：电子在加速电场中被_，在偏转电场中被_三、合作探究任务一、带电粒子的加速带电粒子在电场中受静电力作用，我们可以利用电场来控制粒子，使它加速或偏转直线2加速器就是在真空金属管中加上高频交变电场使带电粒子获得高能的装置，它能帮助人们更深入地认识微观世界你知道它的加速原理吗？1带电粒子在电场中受哪些力作用？重力可以忽略吗？2带电粒子进入电场后一定沿直线加速吗？沿直线加速(或减速)需要什么条件？3有哪些方法可以处理带电粒子的加速问题？
4、归纳小结1带电粒子：质量很小的带电体，如电子、质子、 粒子、离子等，处理问题时它们的重力通常忽略不计(因重力远小于电场力)2带电微粒：质量较大的带电体，如液滴、油滴、尘埃、小球等，处理问题时重力不能忽略3粒子仅在静电力作用下运动，所以静电力做的功等于_，即 WqU mv2得12v_.任务二、带电粒子的偏转问题情境1带电粒子以初速度 v0垂直电场方向射入匀强电场，不计重力作用，它的受力有什么特点？2它的运动规律与什么运动相似？3推导粒子离开电场时沿垂直于极板方向的偏移量和偏转的角度归纳小结1处理方法：应用运动的合成与分解知识分析处理，一般将匀变速曲线运动分解为：沿初速度方向的_和沿电场力方向的初
5、速度为_的匀加速直线运动2基本关系：Error!3导出关系：(1)粒子离开电场时的侧移位移为： yql2U2mv20d(2)粒子离开电场时的偏转角 tan vyv0 qlUmv20d任务三、示波器原理问题情境1示波管主要由哪几部分构成？2电子枪和偏转电极分别利用了本节哪一部分的知识？3回答课本“思考与讨论”部分的问题3例 1 如图 2 所示，在点电荷Q 激发的电场中有 A、B 两点，将质子和 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？例 2 一束电子流在经 U5 000 V 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 4 所示若两板间距 d1
6、.0 cm，板长 l5.0 cm，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？图 4【当堂检测】1下列粒子从静止状态经过电压为 U 的电场加速后，速度最大的是( ) A质子( H) B氘核( H)1 21C 粒子( He) D钠离子(Na )422. 如图 5 所示，两平行金属板相距为 d，电势差为 U，一电子质量为 m，电荷量为 e，从 O点沿垂直于极板的方向射出，最远到达 A 点，然后返回，如图所示， h，此电子具有的OA初动能是( )A. BedUh C. D.edhU eUdh eUhd3有一束正离子，以相同速率从同一位置进入带电平行板电容器的匀强电场中，所有离子的运动
7、轨迹一样，说明所有离子( )A具有相同的质量 B具有相同的电荷量C具有相同的比荷 D属于同一元素的同位素4. 长为 L 的平行金属板电容器，两板间形成匀强电场，一个带电荷量为q，质量为 m 的带电粒子，以初速度 v0紧贴上极板沿垂直于电场线方向射入匀强电场中，刚好从下极板边缘射出，且射出时速度方向恰好与下板成 30角，如图 6 所示，求匀强电场的场强大小和两极板间的距离4图 6四检测清盘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 粒子 D钠离子 Na2有一束正离子，以相同速率从同一位置进入带电平行板电容器的匀强电场中，所有离子运动轨迹一样，
8、说明所有离子( )A具有相同质量 B具有相同电荷量 C具有相同的比荷 D属于同一元素同位素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电子经电压为 U1的加速电场后以速度 v0垂直进入偏转电场，离开电场时的偏转量是h，两平行板间的距离为 d，电势差 U2，板长 L，为了提高示波管的灵敏度(每单位电压引起的偏转量 h/U2)可采取的方法是( )A增大两板间电势差 U2 B尽可能使板长 L 短些C尽可能使板间距离 d 小一些 D使加速电压 U1升高一些5.一平行板电容器中存在匀强电场，电场沿竖直方向两个比荷(即粒子的电荷量与质量之比)不同的带正电的粒子 a 和 b，从电容器边缘的 P 点(如图所示)以相同的水平速度射入两平行板之间测得 a 和 b 与电容器极板的撞击点到入射点之间的水平距离之比为 12，若不计重力，则 a 和 b 的比荷之比是( )A12 B18 C21 D41
