1.9 帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng) 學(xué)案

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1、§1.9帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)學(xué)案預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)（閱讀教材，完成下列問題）一、帶電粒子的加速[問題情境]帶電粒子在電場中受靜電力作用，我們可以利用電場來控制粒子，使它加速或偏轉(zhuǎn)．直線加速器就是在真空金屬管中加上高頻交變電場使帶電粒子獲得高能的裝置(如圖1所示)，它能幫助人們更深入地認(rèn)識(shí)微觀世界．你知道它的加速原理嗎？圖11．帶電粒子在電場中受哪些力作用？重力可以忽略嗎？2．帶電粒子進(jìn)入電場后一定沿直線加速嗎？沿直線加速(或減速)需要什么條件？3．有哪些方法可以處理帶電粒子的加速問題？[要點(diǎn)提煉]1．帶電粒子：質(zhì)量很小的帶

2、電體，如電子、質(zhì)子、α粒子、離子等，處理問題時(shí)它們的重力通常忽略不計(jì)(因重力遠(yuǎn)小于電場力)2．帶電微粒：質(zhì)量較大的帶電體，如液滴、油滴、塵埃、小球等，處理問題時(shí)重力不能忽略．3．粒子僅在靜電力作用下運(yùn)動(dòng)，所以靜電力做的功等于________，即W＝qU＝mv2得v＝__________.二、帶電粒子的偏轉(zhuǎn)[問題情境]1．帶電粒子以初速度v0垂直電場方向射入勻強(qiáng)電場，不計(jì)重力作用，它的受力有什么特點(diǎn)？2．它的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與什么運(yùn)動(dòng)相似？3．推導(dǎo)粒子離開電場時(shí)沿垂直于極板方向的偏移量和偏轉(zhuǎn)的角度．學(xué)+科+網(wǎng)Z+X+X+K]

3、[要點(diǎn)提煉]1．處理方法：應(yīng)用運(yùn)動(dòng)的合成與分解知識(shí)分析處理，一般將勻變速曲線運(yùn)動(dòng)分解為：沿初速度方向的____________和沿電場力方向的初速度為________的勻加速直線運(yùn)動(dòng)．2．基本關(guān)系：3．導(dǎo)出關(guān)系：(1)粒子離開電場時(shí)的側(cè)移位移為：y＝(2)粒子離開電場時(shí)的偏轉(zhuǎn)角tanθ＝＝三、示波器原理[問題情境]1．示波管主要由哪幾部分構(gòu)成？2．電子槍和偏轉(zhuǎn)電極分別利用了本節(jié)哪一部分的知識(shí)？3．回答課本“思考與討論”部分的問題．【例1】　如圖2所示，在點(diǎn)電荷＋Q激發(fā)的電場中有A、B兩點(diǎn)，將質(zhì)子和α粒子分別從A點(diǎn)由

4、靜止釋放到達(dá)B點(diǎn)時(shí)，它們的速度大小之比為多少？點(diǎn)撥　(1)要知道質(zhì)子和α粒子是怎樣的粒子，qH＝e，qα＝2e，mH＝m，mα＝4m；(2)該電場為非勻強(qiáng)電場，帶電粒子在A、B間的運(yùn)動(dòng)為變加速運(yùn)動(dòng)，不可能通過力和加速度的途徑解出該題，但注意到電場力做功W＝qU這一關(guān)系對勻強(qiáng)電場和非勻強(qiáng)電場都適用，因此從能量的角度入手，由動(dòng)能定理來解該題很方便．變式訓(xùn)練1　如圖3所示，電子由靜止開始從A板向B板運(yùn)動(dòng)，到達(dá)B板的速度為v，保持兩板間的電壓不變，則(　　)圖3A．當(dāng)增大兩板間的距離時(shí)，速度v增大B．當(dāng)減小兩板間的距離時(shí)，

5、速度v減小C．當(dāng)減小兩板間的距離時(shí)，速度v不變D．當(dāng)減小兩板間的距離時(shí)，電子在兩板間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間增大【例2】　一束電子流在經(jīng)U＝5000V的加速電場加速后，在距兩極板等距處垂直進(jìn)入平行板間的勻強(qiáng)電場，如圖4所示．若兩板間距d＝1.0cm，板長l＝5.0cm，那么，要使電子能從平行板間飛出，兩個(gè)極板上最多能加多大電壓？[來源:學(xué)科網(wǎng)]圖4變式訓(xùn)練2　試證明：(1)粒子從偏轉(zhuǎn)電場射出時(shí)，其速度v的反向延長線過水平位移的中點(diǎn)．【課內(nèi)訓(xùn)練】1．下列粒子從靜止?fàn)顟B(tài)經(jīng)過電壓為U的電場加速后，速度最大的是(　　)　　　　　　　　　

6、　　　　　　　　A．質(zhì)子(H)B．氘核(H)[來源:Zxxk.Com]C．α粒子(He)D．鈉離子(Na＋)2.如圖5所示，兩平行金屬板相距為d，電勢差為U，一電子質(zhì)量為m，電荷量為e，從O點(diǎn)沿垂直于極板的方向射出，最遠(yuǎn)到達(dá)A點(diǎn)，然后返回，如圖所示，＝h，此電子具有的初動(dòng)能是(　　)圖5A.B．edUhC.D.3．有一束正離子，以相同速率從同一位置進(jìn)入帶電平行板電容器的勻強(qiáng)電場中，所有離子的運(yùn)動(dòng)軌跡一樣，說明所有離子(　　)A．具有相同的質(zhì)量B．具有相同的電荷量[來源:Zxxk.Com]C．具有相同的比荷D．屬于同

7、一元素的同位素4.長為L的平行金屬板電容器，兩板間形成勻強(qiáng)電場，一個(gè)帶電荷量為＋q，質(zhì)量為m的帶電粒子，以初速度v0緊貼上極板沿垂直于電場線方向射入勻強(qiáng)電場中，剛好從下極板邊緣射出，且射出時(shí)速度方向恰好與下板成30°角，如圖6所示，求勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小和兩極板間的距離．圖6