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，且帶電粒子只受電場力的作用
一． 帶電粒子的加速：
帶電粒子在電場中若只被加速而不改變運動方向，應以的方向進入勻強電場。若靜電力方向與帶電粒子運動方向相同，則帶電粒子做
運動；若相反，則做運動。
如圖，質量為m,帶電量為+q的粒子從平行板電容器靠近正極板處無處速度釋放，若電容器兩極板所加電壓為u兩板間距為d，試求出帶點粒子到達負極板時的速度。
（本題中，若帶電粒子的初速度為v0，結果怎樣？）
小結：處理帶電粒子在勻強電場中的加速問題，通常可以採用動能定理，由於動能定理同樣適用於變力做功，因此它還適用於一切電場，即包括非勻強電場。
課堂練習（一）
1.α粒子的質量是質子的4倍，電荷量是質子的2倍，它們從靜止開始經同一電場加速後，獲得的速度大小之比為（ ）
a、1：2 b、 c、 d、2：1
2.如圖所示，在a板附近有一電子由靜止開始向b板運動，則關於電子到達b板時的速率，下列解釋正確的是（ ）
a、兩板間距越大，加速的時間就越長，則獲得的速度越大
b、兩板間距越小，加速度就越大，則獲得的速率越大
c、與兩板間的距離無關，僅與加速電壓u有關
d、以上解釋都不正確
二． 帶電粒子的偏轉
不考慮帶電粒子的重力，粒子以速度v0垂直於電場方向飛入兩帶電平行板產生的勻強電場時，受到恆定的與初速度方向成________角的電場力作用而做運動。沿初速度方向做運動；沿電場力方向做運動。
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問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?
課堂練習（二）
1.在電場中，電子在只受電場力的作用大，可能做
a、勻速直線運動 b、勻變速直線
c、勻變速曲線運動 d、勻速圓周運動
2.電子、質子、α粒子由靜止狀態經相同電壓加速後，垂直電場線進入同一勻強電場中，則： （ ）
a．最後離開電場時，α粒子偏角最大 b．最後離開電場時，質子的動能最大
c．最後離開電場時，質子的速率最大 d．電子通過勻強電場的時間最短
三．示波管的原理
鞏固訓練：
1．一帶電粒子在電場中只受電場力作用時，它不可能出現的運動狀態是
a．勻速直線運動b．勻加速直線運動
c．勻變速曲線運動d．勻速圓周運動
2．如圖所示是乙個說明示波器工作原理的示意圖
電子經電壓u1加速後以速度vo垂直進入偏轉電場，離開偏轉電
場時的偏轉量是h，兩平行板間距離為d，電勢差是u2，板長是
l，為提高示波管的靈敏度（每單位電壓引起的偏轉量）可採
用以下哪些方法
a．增大兩板間電勢差ulb．盡可能使板長l短一些
c．盡可能使板距d短一些 d．使加速電壓u1公升高一些
3.一束正離子以相同的速率從同一位置垂直於電場方向飛入勻強電場中，所有粒子的軌跡都是一樣的，這說明所有離子（ ）
a.都具有相同的質量 b. 都具有相同的電量
c.都具有相同的比荷 d.都屬於同一種元素的同位素
4.右圖所示為真空示波管的示意圖，電子從燈絲k發出（初速度不計），經燈絲與a板間的加速電壓u1加速，從a板中心孔沿中心線ko射出，然後進入由兩塊平行金屬板m、n形成的偏轉電場中（偏轉電場可視為勻強電場），電子進入偏轉電場時的速度與電場方向垂直，電子經過偏轉電場兵器打在螢光屏上的p點，已知m、n兩板間的電壓為u2，兩板間的距離為d，板長為l1，板右端到螢光屏的距離為l2，電子的質量為m，電荷量為e。求：
（1）電子穿過a板時的速度大小；
（2）電子從偏轉電場射出時的側移量；
（3）p點到o點的距離。
1 9《帶電粒子在電場中的運動》學案
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。離開電場運動時間...
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...
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...