高二物理带电粒子在电场中的运动.doc
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省扬中高级中学高二物理选修教学案 第九节 带电粒子在电场中的运动导学案 学习目标: 1、掌握带电粒子在电场中加速和偏转的规律; 2、理解电压对粒子加速和偏转的影响,并能综合利用力学知识对有关问题进行分析; 3、了解加速和偏转在实际中的应用。 4、掌握带电粒子在电场中偏转的处理方法; 5、让学生通过讨论和思考得出知识,注重知识的建构过程; 学习过程: 一、带电粒子在电场中重力是否需要考虑: 1、带电体、带电小球、带电液滴等_____________________________。 2、带电微粒:如电子、质子、离子等______________________________。 3、结合题目进行分析: 二、带电粒子在电场中的运动情况分类: 1、带电粒子中电场中除受电场力以外还受其它力的作用,且合力为零,则带电粒了的运动状态是____________________________。 2、带电粒子沿电场线方向进入匀强电场后,由于电场力方向与粒子的运动方向在________________,且电场力是恒力,所以带电粒子只能做_______________________。 分析课本P33问题:用牛顿运动定律如何求解: 用动能定理如何求解: 讨论:(1)、若电荷具有初速度v0,则如何:________________________________________。 (2)、若电荷带负电,若电荷具有初速度v0从左侧向右运动,如何求到达右板时的速度:_____________________________________。 (3)、若电荷具有初速度,且与电场力方向不在一直线上,则作何运动______________。 三、带电粒子的偏转:课本P34例2 课堂练习:课本P39问题与练习。 课后练习: 1.一带电粒子在电场中只受电场力作用时,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 2.对公式的适用条件,正确的有 ( ) A.只适用于匀强电场中,v0=0的带电粒子被加速 B.只适用于匀强电场中,粒子运动方向和场强方向平行的情况 C.只适用于匀强电场中,粒子运动方向和场强方向垂直的情况 D.适用于任何电场中,v0=0的带电粒子被加速 3.在平行板电容器A、B两板上加上如图1-63所示的电压,开始B板的电势比A板高,这时两板中间原来静止的电子在电场作用下开始运动,设电子在运动中不与极板发生碰撞,则下述说法正确的是(不计电子重力)( ) A.电子先向A板运动,然后向B板运动,再返回A板做周期性来回运动 B.电子一直向A板运动 C.电子一直向B板运动 D.电子先向B板运动,然后向A板运动,再返回B板做来回周期性运动 图1-63 4.一质量为m,电量为q的带电粒子(不计重力),以平行于电场线的初速度v0射入匀强电场,经过t(s)时间,带电粒子具有的电势能与刚射入到电场时具有的电势能相同。则此匀强电场的场强是多大?带电粒子在带电场中所通过的路程是多大? 5.如图所示,将光滑金属环竖直放置在水平向 右的匀强电场中,场强为E。在环上套有一质量为m、带电量 为-q的小球,当小球从水平直径A端由静止释放,沿顺时针 滑到B时,小球对圆环的压力为多大? 6、一束电子流在经U=5000V的加速电压加速后,在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场,如图所示,若两板间d=1.0cm ,板长l=5.0cm,那么,要使电子能从平行板间的边缘飞出,两个极板上最多能加多大电压? (电子电量为1.6×10-19C) 四、示波管的原理 示波管的结构如图,示波管主要由 、 和 三部分组成。管内抽成 ,电子枪通电后发射 ,电子在 电场作用下被加速,然后进入 电场。偏转电极一般有相互 的两组,一组控制 偏转,一组控制 偏转。电子经过偏转电场后打到荧光屏上使荧光粉发光。 例1:如图所示的示波管,电子由阴极发射后,经电子枪加速水平飞入偏转电场,最后打在荧光屏上,已知加速电压为U1,偏转电压为U2,两偏转极板间距为d,板长为L1,从偏转极板到荧光屏的距离为L2,求电子打在荧光屏上的偏距OP. 例2:同步练习册P19典例2。问:1、电子能否射出电场?若能,计算在电场中的偏转距离;若不能,计算电子沿板方向前进的距离。2、若不能射出,求在电压不变的情况下,B板至少平移多少,电子才能射出电场? 课后练习: 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) C.α粒子(He) D.钠离子(Na+) 2.一电子以初速度V0沿垂直场强方向射入两平行金属板间的匀强电场中,现减小两板间的电压,则电子穿越两平行板所需的时间 A.随电压的减小而减小 B.随电压的减小而增大 ( ) C.与电压减小与否无关 D.随两板间距离的增大而减少 3.带电粒子经加速电场加速后垂直进入两平行金属板间的偏转电场,要使它离开偏转电场时偏转角增大,可采用的方法有 ( ) A.增加带电粒子的电荷量 B.增加带电粒子的质量 C.增高加速电压 D.增高偏转电压 4.如图1-67所示,是一个说明示波管工作原理的示意图,电子经电压U1加速后以速度v0垂直进入偏转电场,离开电场时的偏转量是h,两平行板间距离为d,电势差是U2,板长是L.为提高示波管的灵敏度(每单位电压引起的偏转量)可采用以下哪些方法 ( ) A.增大两板间电势差U2 B.尽可能使板长L短一些 C.尽可能使板距d小一些 D.使加速电压U1升高一些 图1-67 图1-68 5.喷墨打印机的结构如图1-68所示,其中墨盒可以发出墨汁微滴,此微滴经过带电室时被带上负电。带电后的微滴以一定的初速度进入偏转电场,带电微滴经过偏转电场发生偏转后打倒纸上,显示出字体。设偏转板长1.6cm,两板间的距离为0.50cm,偏转板的右端距纸3.2cm。若一个墨汁微滴的质量为1.6×10-10kg,以20m/s的初速度垂直于电场方向进入偏转电场,两偏转板间的电压是8.0×103V,若墨汁微滴打倒纸上的点距原射入方向的距离是2.0mm,求这个墨汁微滴通过带电室的电量是多少? 6、如图所示,相距为d的两平行金属板M、N与电池组相连后,其间形成匀强电场,一带正点粒子从M极板边缘垂直于电场方向射入,并打在N极板的正中央。不计重力,现欲把N极板远离M极板平移,使原样射入的粒子能够射出电场,就下列两种情况求出N极板至少移动的距离.⑴电键闭合; ⑵把闭合的电键打开.- 配套讲稿:
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- 物理 带电 粒子 电场 中的 运动
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