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课件网) 5.带电粒子在电场中的运动 课标定位 1.了解带电粒子在电场中的运动特点。 2.会运用静电力、电场强度的概念,根据牛顿运动定律及运动学公式研究带电粒子在电场中的运动。 3.会运用静电力做功、电势、电势差的概念,根据功能关系研究带电粒子在电场中的运动。 4.了解示波管的构造和基本原理。 素养阐释 1.通过对带电粒子在电场中加速、偏转问题的分析,强化分析、推理能力,进一步培养科学思维。 2.通过分析带电粒子在电场中的运动情况并解释相关的物理现象,培养热爱科学的精神,形成科学态度与责任。 自主预习·新知导学 合作探究·释疑解惑 课 堂 小 结 随 堂 练 习 自主预习·新知导学 一、带电粒子在电场中的加速 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分析; 2.利用静电力做功结合动能定理分析。 二、带电粒子在电场中的偏转 1.运动状态分析 带电粒子以速度v0垂直于电场线方向飞入匀强电场时,受到恒定的与初速度方向成90°角的静电力作用而做匀变速曲线运动。 2.偏转问题的处理方法 电荷量为q的带电粒子在电场中做类平抛运动,将带电粒子的运动沿初速度方向和电场线方向进行分解(类似于平抛运动的处理方法)。如图所示,设带电粒子沿中线进入板间,忽略电容器的边缘效应。 (1)沿初速度方向的分运动为匀速直线运动,满足l=v0t。 (2)沿电场线方向的分运动为初速度为零的匀加速直线运动。 三、示波管的原理 1.示波管的构造 由三部分构成:电子枪、偏转电极、荧光屏,如图所示。 2.示波管的原理 (1)如果在偏转电极XX'和YY'之间都没有加电压,那么电子枪射出的电子束沿直线运动,打在荧光屏中心,在那里产生一个亮斑。 (2)示波管的YY'偏转电极上加的是待测的信号电压。XX'偏转电极通常接入仪器自身产生的锯齿形电压,叫作扫描电压。若所加扫描电压和信号电压的周期相同,就可以在荧光屏上得到待测信号在一个周期内随时间变化的稳定图像。 【思考讨论】 1.判断下列说法的正误。 (1)带电粒子仅在静电力作用下运动时,动能一定增加。 ( ) (2)带电粒子在匀强电场中偏转时,其速度和加速度均不变。 ( ) (3)带电粒子在匀强电场中无论是直线加速还是偏转,均做匀变速运动。( ) (4)示波管的荧光屏上显示的是电子的运动轨迹。( ) × × √ √ 2.动能定理是分析带电粒子在电场中加速常用的方法,试想该方法适用于非匀强电场吗 提示:适用,由于W=qU既适用于匀强电场又适用于非匀强电场,故 适用于任何电场。 3.如图所示,带电粒子(不计重力)从两板中间垂直电场线方向进入电场,在电场中的运动时间与什么因素有关 提示:若能离开电场,则与板的长度和初速度有关;若打在极板上,则与电场强度和板间距离有关。 合作探究·释疑解惑 知识点一 知识点二 带电粒子在电场中的加速 问题引领 如图所示,在真空中有一对平行金属板,由于接在电池组上而带电,两板间的电势差为U。一个质量为m、带正电荷q的α粒子,在静电力的作用下由静止开始从正极板向负极板运动,板间距为d。 (1)带电粒子在电场中受哪些力作用 重力能否忽略不计 (2)粒子在电场中做何种运动 (3)计算粒子到达负极板时的速度。 提示:(1)受重力和静电力;因重力远小于静电力,故可以忽略重力。 归纳提升 1.带电粒子的分类及受力特点 (1)处理电子、质子、α粒子、离子等粒子在电场中运动的问题时,一般都不考虑重力。 (2)质量较大的微粒: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,处理在电场中运动的问题时一般都不能忽略重力。 2.求带电粒子的速度的两种方法 (1)从动力学角度出发,用牛顿第二定律和运动学知识求解。 由牛顿第二定律可知,带电粒子运动的加速度的大小为 (2)从功能关系角度出发 ... ...
