第十章　5．带电粒子在电场中的运动（课件 学案 练习）高中物理人教版（2019）必修 第三册

5．带电粒子在电场中的运动 [学习任务]　1．知道带电粒子在电场中加速和偏转的原理。 2．会从运动和力的关系的角度、从功和能的角度分析带电粒子在匀强电场中的加速问题。 3．能够对带电粒子垂直于电场线进入匀强电场的偏转问题进行分析和计算。 4．通过对示波管的构造和工作原理的认识，进一步理解加速和偏转问题。 [问题初探]　问题1．带电粒子在电场中由静止释放时，一定做匀加速直线运动？ 问题2．带电粒子在匀强电场中偏转的运动是匀变速曲线运动？ [自我感知]　经过你认真的预习，结合你对本节课的理解和认识，请画出本节课的知识逻辑体系。 　带电粒子在电场中的加速 [链接教材]　如图所示是一台医用电子直线加速器，电子在加速器中是受到什么力的作用？其运动性质是什么？ 1．带电粒子在电场中加速(直线运动)的条件 只受静电力作用时，带电粒子的速度方向与电场强度的方向_____或_____。 2．分析带电粒子加速问题的两种思路 (1)利用牛顿第二定律结合匀变速直线运动公式来分析。 (2)利用静电力做功结合_____来分析。 在真空中有一对平行金属板，由于接上电池组而带电，两板间电势差为U，若一个质量为m、带正电荷q的粒子，以初速度v0从正极板附近向负极板运动。试结合上述情境讨论： 问题1．怎样计算它到达负极板时的速度？ _____ _____ 问题2．若粒子带的是负电荷(初速度为v0)，将做匀减速直线运动，如果能到达负极板，其速度如何？ _____ _____ 问题3．上述问题中，两块金属板是平行的，两板间的电场是匀强电场，如果两金属板是其他形状，中间的电场不再均匀，上面的结果是否仍然适用？为什么？ _____ _____ 1．带电粒子的分类及受力特点 (1)电子、质子、α粒子、离子等基本粒子，一般都不考虑重力。 (2)质量较大的微粒，如带电小球、带电油滴、带电颗粒等，除有说明或有明确的暗示外，处理问题时一般都不能忽略重力。 2．分析带电粒子在静电力作用下加速运动的两种方法 (1)利用牛顿第二定律F＝ma和运动学公式，该方法只能用来分析带电粒子的匀变速运动。 (2)利用动能定理：qU＝。若初速度为零，则qU＝mv2，对于匀变速运动和非匀变速运动都适用。 【典例1】　(直线运动问题)如图所示，P和Q为两平行金属板，板间有一定电压，在P板附近有一电子(不计重力)由静止开始向Q板运动，下列说法正确的是(　　) A．两板间距离越大，加速时间越短 B．两板间距离越小，电子的加速度就越小 C．电子到达Q板时的速率与两板间距离无关，仅与加速电压有关 D．电子到达Q板时的速率与加速电压无关，仅与两板间距离有关 [听课记录]_____ _____ _____ 【典例2】　(直线运动问题)　(多选)一平行板电容器充电后与电源断开，从负极板上某处由静止释放一个电子，设其到达正极板的速度为v1，运动过程中加速度为a1，现将两板间距离增为原来的2倍，再从负极板处由静止释放一个电子，设其到达正极板的速度为v2，运动过程中加速度为a2，则(　　) A．a1∶a2＝1∶1 B．a1∶a2＝2∶1 C．v1∶v2＝1∶2 D．v1∶v2＝1∶ [听课记录]_____ _____ _____ 　带电粒子在电场中的偏转 1．条件：带电粒子的初速度方向跟电场方向_____。 2．运动性质 (1)沿初速度方向：速度为_____的_____运动， 穿越两极板的时间t＝。 (2)垂直v0的方向：初速度为____的匀加速直线运动，加速度a＝_____。 3．运动规律 (1)偏移距离：因为t＝_____，a＝_____，所以偏移距离y＝＝_____。 (2)偏转角度：因为vy＝at＝_____，所以tan θ＝＝_____。 如图所示，带电粒子以初速度v0垂直于电场线射入两平行板间的匀强电场中。设带电粒子的电荷量为q、质量为m(不计重力)，平行板长为L，两板间距为d，电势差为U。 问题1．你认为带电粒子的运动同哪种运动类似，这种运动的研究方法是什么？ _____ _ ... ...