1.9《帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)》導(dǎo)學(xué)案

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1、課時(shí)1.9　帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)　　1.學(xué)習(xí)運(yùn)用靜電力、電場(chǎng)強(qiáng)度等概念研究帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度、速度、位移等變化規(guī)律。2.學(xué)習(xí)運(yùn)用靜電力做功、電勢(shì)、電勢(shì)差、等勢(shì)面等概念研究帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)的能量轉(zhuǎn)化規(guī)律。3.了解示波管的工作原理,體會(huì)電場(chǎng)知識(shí)在科技中的運(yùn)用。1.帶電粒子在電場(chǎng)中的加速真空中有一對(duì)平行板,A板接電源的正極,B板接電源的負(fù)極,兩極板間形成勻強(qiáng)電場(chǎng)。在兩板間若要加速一個(gè)電子,獲得最大的速度,該電子應(yīng)從①B　極板釋放。若極板間電勢(shì)差為U,電子質(zhì)量為m、電荷量為q,加速后的最大速度為②　　　　。?2.帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)(1)進(jìn)入電場(chǎng)的方式:以初速度

2、v0③垂直于電場(chǎng)線(xiàn)進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)。(2)受力特點(diǎn):靜電力大小④不變,且方向與初速度v0的方向⑤垂直。(3)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn):做⑥勻變速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng),與力學(xué)中的平拋運(yùn)動(dòng)類(lèi)似,故稱(chēng)作⑦類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)。(4)運(yùn)動(dòng)規(guī)律:運(yùn)動(dòng)垂直電場(chǎng)方向速度:vx=⑧v0　位移:l=⑨v0t平行電場(chǎng)方向速度:vy=at=⑩　　　　位移:y=12at2=?　　　　偏轉(zhuǎn)角度:tanθ=?　　　　3.示波管(1)示波器的核心部件是示波管,示波管是真空管,主要由三部分組成,這三部分分別是電子槍、偏轉(zhuǎn)電極、熒光屏。(2)工作原理:通過(guò)燈絲發(fā)射的電子在電子槍陰極和陽(yáng)極間受靜電力的作用被加速,形成電子束,進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電極YY'、XX'。電子

3、束在YY'、XX'中受到靜電力的作用,發(fā)生偏轉(zhuǎn)　　,打到熒光屏上形成亮斑。?　　主題1:帶電粒子在電場(chǎng)中的加速閱讀教材中“帶電粒子的加速”部分的內(nèi)容,回答下列問(wèn)題。(1)教材中對(duì)圖1.9-1(計(jì)算粒子到達(dá)另一個(gè)極板時(shí)的速度)情形是從功能轉(zhuǎn)化角度運(yùn)用動(dòng)能定理分析的,你能否利用牛頓第二定律從動(dòng)力學(xué)角度進(jìn)行分析?(2)如果帶電粒子不是由靜止開(kāi)始,而是以初速度v0從正極板向負(fù)極板運(yùn)動(dòng),到達(dá)負(fù)極板時(shí)的速率是多少?如果沿著不同的路線(xiàn),到達(dá)負(fù)極板時(shí)的速率相等嗎?　　主題2:類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)閱讀教材中“帶電粒子的偏轉(zhuǎn)”和例題2中的內(nèi)容,回答下列問(wèn)題。(1)例題2中帶電粒子在電場(chǎng)中受到的靜電力是恒力嗎?

4、為什么?粒子受到的靜電力的方向與其初速度的方向是什么關(guān)系?(2)把帶電粒子在偏轉(zhuǎn)電極中的運(yùn)動(dòng)與研究平拋運(yùn)動(dòng)的方法進(jìn)行類(lèi)比。為什么我們常把垂直射入勻強(qiáng)電場(chǎng)的帶電粒子的運(yùn)動(dòng)叫作類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng),它與平拋運(yùn)動(dòng)有哪些相似之處?又有哪些不同之處?　　主題3:帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)(1)在例題2中電子射出極板后將做什么運(yùn)動(dòng)?是否仍然可以用分運(yùn)動(dòng)的合成來(lái)研究其在電場(chǎng)外的運(yùn)動(dòng)?(2)在例題2中,電子穿出極板的時(shí)間為t=lv0,如果增大極板間電勢(shì)差U,電子是否可能飛不出極板?如果飛不出極板,電子將落在哪里?電子運(yùn)動(dòng)的時(shí)間由哪些量決定?　　主題4:示波管的原理閱讀教材中“示波管的原理”的內(nèi)容,回答下列問(wèn)題

5、。(1)如果建立如圖坐標(biāo)系把熒光屏分為四個(gè)象限,那么要電子打在第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ象限,應(yīng)該分別在YY'、XX'上加什么樣的電壓?(2)如果XX'上不加電壓,僅在YY'上加變化的電壓,那么熒光屏上的亮斑將會(huì)在什么位置移動(dòng)?如果同時(shí)在XX'上加上鋸齒形掃描電壓,將會(huì)起到什么效果?1.下列粒子從初速度為零的狀態(tài)經(jīng)過(guò)電壓為U的電場(chǎng)加速后,粒子速度最大的是(　　)。A.質(zhì)子　　　　　B.氘核　　　　　C.氦核　　　　　D.鈉離子Na+2.圖示是示波管的原理圖,下列說(shuō)法正確的是(　　)。A.示波管內(nèi)要抽成真空B.電子槍兩極間可接交流電壓C.在偏轉(zhuǎn)電極XX'加上偏轉(zhuǎn)電壓會(huì)使電子在水平方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)

6、D.通過(guò)熒光屏上出現(xiàn)的亮斑才能顯現(xiàn)電子的位置3.一帶電粒子在電場(chǎng)中只受靜電力作用時(shí),它不可能出現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是(　　)。A.勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)B.勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)C.勻變速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)D.勻速圓周運(yùn)動(dòng)4.如圖所示,一質(zhì)量為4.0×10-15kg、電荷量為2.0×10-9C的帶正電質(zhì)點(diǎn),以4.0×104m/s的速度垂直于電場(chǎng)方向從a點(diǎn)進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域,并從b點(diǎn)離開(kāi)電場(chǎng)區(qū)域。離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的速度為5.0×104m/s,由此可知,電場(chǎng)中a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差φa-φb=　　　　V;帶電質(zhì)點(diǎn)離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的速度在電場(chǎng)方向上的分量為　　　　m/s。(不考慮重力作用)?　　拓展一、帶電粒子在電場(chǎng)中的加速1.如圖所示

7、,在點(diǎn)電荷+Q的電場(chǎng)中有A、B兩點(diǎn),將質(zhì)子和α粒子分別從A點(diǎn)由靜止釋放,到達(dá)B點(diǎn)時(shí),它們的速度大小之比為多少?(α粒子是指失去電子的氦核)　　拓展二、帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)問(wèn)題的分析2.如圖所示,在兩條平行的虛線(xiàn)內(nèi)存在著寬度為L(zhǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng),在與右側(cè)虛線(xiàn)相距也為L(zhǎng)處有一與電場(chǎng)平行的屏?，F(xiàn)有一電荷量為+q、質(zhì)量為m的帶電粒子(重力不計(jì)),以垂直于電場(chǎng)線(xiàn)方向的初速度v0射入電場(chǎng)中,v0方向的延長(zhǎng)線(xiàn)與屏的交點(diǎn)為O。試求:(1)粒子從射入到打在屏上所用的時(shí)間。(2)粒子剛射