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课件网) 第九节 带电粒子在电场中的运动 第1课时 目 标 01 理解并掌握带电粒子在电场中加速和偏转的运动规律--（物理观念） 02 从力和运动的规律出发，分析如何利用电场使带电粒子加速；由运动分解出发，推导带电粒子在电场中的偏转。--（科学思维） 教学重点 带电粒子在匀强电场中的运动规律 01 教学难点 运用电学知识和力学知识综合处理偏转问题 02 模型一：在真空中有一对带等量异种电荷的平行金属板，若一个质量为m、带电量为-e的电子，仅在电场力的作用下让电子由静止释放从负极板向正极板运动。 d -e - + 探究一： 一、带电粒子的加速 ①根据牛顿第二定律的可得 U1e/d=ma (1) 运动学规律可得V2=2ad (2) 由联立(1)(2),得 问题1：如果两板间电势差为U1,两板垂直距离为d,能否定量计算出电子到达另一极板时的速度？ ②根据动能定理可得U1e=m V= 例1.炽热的金属丝可以发射电子。在金属丝和金属板之间加以电压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（电子的质量m=9.0×10-31Kg和电子的电量e=1.60×10-19C） 解析：根据Ue=m，得 V= =3.0×107m/s 带电粒子的加速 Uq=m 这个结论既适用于匀强电场也适 用于非匀强电场 探究二： 模型二：在真空中有一对平行金属板，把两板接到电源上，于是两板间出现了电场。现有一个电子平行于两板射入电场（不考虑电子的重力） U2 -e - + v0 d 思考与分析： 问题1：该电子所受电场力的方向与初速度方向的关系？ 问题2：该电子做的是什么运动？ 问题3：对于这类运动我们一般情况下应如何处理？ 通过“化曲为直”的方法，把曲线运动分解为两个方向上的直线运动，即v0方向上粒子做匀速直线运动，电场力方向上做匀加速直线运动 电子所受电场力方向与初速度方向垂直 电子做的是类平抛运动 F 二、带电粒子的偏转 探究三： 思考并推导 问题4：在真空中有一对平行金属板，极板长度L，相距d，板间电源U2。一个电子(m,-e),沿平行于板面的方向射入电场，速度v0。求电子射出电场时沿垂直于板面方向偏转位移y和速度偏转角θ。 解析：1.电子受到的电场力F=eE=eU2/d， 所以。 电子的偏转位移y=at2/2， t=L/V0联立得到 2. vy=at= tanθ=vy/v0，得 = 问题5：如图，一电子经过左边电场加速，进入右边电场偏转，已知电子质量为m、电荷量为-e，加速电场板间电势差为U1，偏转电场板间电势差为U2，板长L、板间距d，则离开电场时的偏转位移y为多少？（不计电子所受重力） 探究四： 解析：由动能定理可得U1e=m 经过偏转电场发生的偏转距离 联立后可得 U1 -e m + - v0 d y L U2 例2.让一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子的混合物经过同一加速电场由静止开始加速，然后在同一偏转电场里偏转，它们是否会分离为三股电子束? 解析：由可知偏转位移大小相等 且根据 而 ，y和L均相等 所以θ角也相同。 U1 -e m + - v0 d y L U2 α θ V 结论：电性相同的不同粒子从同一位置由静止经过同一个加速电场和偏转电场发生的偏转位移相同，与带电粒子的电荷量和质量无关。 带电粒子的偏转 1.粒子射出电场的偏转位移： 速度偏转角： = 2.粒子经由加速和偏转电场后 射出电场的偏移量： U q v0 d y θ L U1 d y L U2 插入示波器视频 本节课小结 带电粒子的加速 Uq=m 这个结论适用于一切电场 U q + - v 带电粒子的偏转 1.粒子射出电场的偏转位移： 速度偏转角： = 2.粒子经由加速和偏转电场后 射出电场的偏移量： U q v0 d y θ L U1 d y L U21.9带电粒子在电场中的运动 第1课时 一、教学目标： （一）物理观念 1．理解并掌握带电粒子在电场中加速和偏转的运动规律； 2．能用牛顿运动定律和动能定理 ... ...
