高二物理備課組
【目標引領】
1、理解帶電粒子在電場中的運動規律，並能分析解決加速和偏轉方向的問題．
2、知道示波管的構造和基本原理．
【自學**】
1、帶電粒子在電場中加速，應用動能定理，即
所以2、帶電粒子在勻強電場中偏轉問題的分析處理方法，類似於平拋運動的分析處理，應用運動的合成和分解的知識。
①離開電場運動時間 。
②離開電場時的偏轉量
③離開電場時速度的大小 。
④以及離開電場時的偏轉角
3、處理帶電粒子在勻強電場中運動問題的方法
分解法：帶電微粒在勻強電場中偏轉這種較複雜的曲線運動，可分解成沿初速方向的和沿電場力方向的來分析、處理。
【合作解疑】
1、帶電粒子的加速
當帶電粒子從靜止開始被加速時獲得的速度為（寫出過程）：
2、帶電粒子的偏轉
如圖所示，電子以初速度v0垂直於電場線射入勻強電場中．
問題討論：
（1）分析帶電粒子的受力情況。
（2）你認為這種情況同哪種運動類似，這種運動的研究方法是什麼?
（3）你能模擬得到帶電粒子在電場中運動的研究方法嗎?
討論並回答上述問題：
深入**：如右圖所示，設電荷帶電荷量為q，平行板長為l，兩板間距為d，電勢差為ｕ，初速為v0．試求：
（1）帶電粒子在電場中運動的時間t。
（2）粒子運動的加速度。
（3）粒子受力情況分析。
（4）粒子在射出電場時豎直方向上的偏轉距離。
（5）粒子在離開電場時豎直方向的分速度。
（6）粒子在離開電場時的速度大小。
（7）粒子在離開電場時的偏轉角度θ。
拓展：若帶電粒子的初速v0是在電場的電勢差u1下加速而來的（從零開始），那麼上面的結果又如何呢?（y，θ）
3、示波管的原理
【精講點撥】
例1 .如圖所示，m、n是真空中的兩塊平行金屬板，質量為m、電荷量為q的帶電粒子，以初速度v0由小孔進入電場，當m、n間電壓為u時，粒子恰好能到達n板，如果要使這個帶電粒子到達m、n板間距的後返回，下列措施中能滿足要求的是(不計帶電粒子的重力)( )
a．使初速度減為原來的
b．使m、n間電壓加倍
c．使m、n間電壓提高到原來的4倍
d．使初速度和m、n間電壓都減為原來的
例2. 如圖所示，a為粒子源，f為螢光屏．在a和極板b間的加速電壓為u1，在兩水平放置的平行導體板c、d間加有偏轉電壓u2.現分別有質子和α粒子(氦核)由靜止從a發出，經加速後以水平速度進入c、d間，最後打到f板上．不計粒子的重力，它們能打到f的同一位置上嗎？
【訓練鞏固】
1、下列帶電粒子均從靜止開始在電場力作用下做加速運動,經過相同的電勢差u後,哪個粒子獲得的速度最大：（ ）
a、質子h b、氘核h c、粒子he d、鈉離子na+
2、如圖所示p和q為兩平行金屬板，板間電壓為u，在p板附近有一電子由靜止開始向q板運動，關於電子到達q板時的速率，下列說法正確的是：（ ）
a、兩板間距離越大，加速時間越長，獲得的速率就越大
b、兩板間距離越小，加速度越大，獲得的速率就越大
c、與兩板間距離無關，僅與加速電壓u有關
d、以上說法都不正確
3、真空中水平放置的兩金屬板相距為d，兩板電壓是可以調節的，乙個質量為m、帶電量為＋q的粒子，從負極板**以速度vo垂直極板射入電場，當板間電壓為u時，粒子經d/4的距離就要返回，若要使粒子經d/2才返回，可採用的方法是（ ）
a、vo增大1倍
b、使板間電壓u減半
c、vo和u同時減半
d、初速增為2vo,同時使板間距離增加d/2：
4、如圖所示，電量和質量都相同的帶正電粒子以不同的初速度通過a、b兩板間的加速電場後飛出，不計重力的作用，則：（ ）
a、它們通過加速電場所需的時間相等
b、它們通過加速電場過程中動能的增量相等
c、它們通過加速電場過程中速度的增量相等
d、它們通過加速電場過程中電勢能的減少量相等
5、如圖所示在一勻強電場中，有兩個平行的電勢不同的等勢面a和c，在它們的正中間放入乙個金屬網b，b接地。現有一正電荷只在電場力的作用下垂直於等勢面方向運動，經過a時動能為20j，穿過b到達c時動能減為零，那麼在該正電荷運動過程中，當它的電勢能為5j時，它的動能為：（ ）
a、20j b、15j c、10j d、5j
6、電子以初速度v0沿垂直場強方向射入兩平行金屬板中間的勻強電場中，現增大兩板間的電壓，但仍使電子能夠穿過平行板間，則電子穿越平行板所需要的時間：（ ）
a、隨電壓的增大而減小b、隨電壓的增大而增大
c、加大兩板間距離，時間將減小 d、與電壓及兩板間距離均無關
7、帶電粒子垂直進入勻強電場中偏轉時（除電場力外不計其它力的作用）：（ ）
a、電勢能增加，動能增加b、電勢能減小，動能增加
c、電勢能和動能都不變d、上述結論都不正確
8、如圖所示，一帶電粒子沿與電場線垂直的方向從電場**進入兩平行金屬板間的勻強電場，已知粒子的帶電量為q，兩板間的電勢差為u，則粒子運動過程中（ ）
a、若粒子從電場中射出，則粒子動能增加了qu
b、若粒子從電場中射出，則電場力一定對粒子做了qu/2的功
c、若粒子打在極板上，則電場力一定對粒子做了qu/2的功
d、若粒子打在極板上，則粒子的動能一定增加了qu
9、一靜止電子開始經電壓為u1的加速電場加速後，又垂直於電場線進入電壓為u2的兩平行金屬板間的偏轉電場，射出偏轉電場時沿電場線方向偏移量為y，要使y增大，則應：（ ）
a、u1、u2都增大 b、u1、u2都減小 c、u1減小、u2增大 d、u1增大、u2減小
10、粒子和質子以相同速度垂直於電場線進入兩平行板間勻強電場中，設都能飛出電場，則它們離開勻強電場時，側向位移之比y:yh= ，動能增量之比= 。
11、如圖所示，水平平行金屬板a、b間距為d，帶電質點質量為m，電荷量為q，當質點以速率v從兩極板**處於水平飛入兩極間，兩極不加電壓時，恰好從下板邊緣飛出，若給a、b兩極加一電壓u，則恰好從上板邊緣飛出，那麼所加電壓u= 。
12、一初速度為零的帶電粒子經電壓為u=4.0×103v的勻強電場加速後，獲得5.0×103m/s的速度，粒子通過加速電場的時間t=1.
0×10-4s，不計重力作用，則帶電粒子的荷質比為多大？勻強電場的場強為多大？粒子通過電場過程中的位移為多大？
【拓展運用】
13、圖表示一週期為t0的交變電場的波形，縱座標代表場強。從t=0開始，電場按圖示的情形週期性變化。今有質量為m、電量為e、初速為零的電子，在電場力作用下從t=0開始運動，求：
⑴電子在2t0內的位移⑵何時電子動能最大？最大值是多少？
14、一帶電量q=6.4×10-19c、質量m=1.6×10-25㎏的初速度為零的粒子，經電壓u=200v的加速電場加速後，沿垂直於電場線方向進入e=1.
0×103v/m均勻偏轉電場。已知粒子在穿越偏轉電場過程中沿場強方向的位移為5㎝，不計粒子所受重力，求偏轉電場的寬度和粒子穿越偏轉電場過程中偏角的正切。
15、如圖所示，離子發生器發射出一束質量為m，帶電量為q的離子（初速不計），經加速電壓u1加速後以垂直於電場方向射入兩平行板**，受偏轉電壓u2作用後，以速度v離開電場。已知平行板的長度為l，兩板間距離為d，試證明
⑴偏轉量y與離子的質量和帶電量無關
⑵出射速度v的反向延長線都交於平行板的中點，好像所有不同質量和電量的離子都從此中心向外從各方向射出。
⑶不同的離子在偏轉電場中具有相同的軌道
帶電粒子在電場中的運動學案選修
選修3 1 帶電粒子在電場中的運動學案 學習目標 1.掌握帶電粒子在電場中的運動規律，並能分析解決加速和偏轉方向的問題 2.知道示波管的構造和基本原理 學習重點 帶電粒子在勻強電場中的運動規律 學習難點 運用電學知識和力學知識綜合處理偏轉問題 自主學習 本節討論帶電粒子在勻強電場中的運動，且帶電粒子...
1 9帶電粒子在電場中的運動
1.9帶電粒子在電場中的運動 一 1 能夠綜合力學知識和電學知識分析帶電粒子在電場中的平衡 加速 偏轉。2 熟練運用力學知識分析加速度 速度 位移，運用電學知識分析帶電粒子的能量變化。帶電粒子的重力是否可以忽略，需要考慮如下兩種情況 1 只有在帶電粒子的重力遠遠小於靜電力時，粒子的重力才可以忽略。2...
帶電粒子在電場中的運動
1.9帶電粒子在電場中的運動 人教版選修3 1 一 教學目標 知識與技能 1 學習運用靜電力 電場強度等概念研究帶電粒子在電場中運動時的加速度 速度和位移等物理量的變化。2 學習運用靜電力做功 電勢 電勢差等概念研究帶電粒子在電場中運動時能量的轉化。3.了解示波管的工作原理，體會靜電場知識對科學技術...