1.9带电粒子在电场中运动第一课时10.09

1.9带电粒子在电场中的运动（第一课时）【学习目标】1、了解带电粒子在匀强电场中的运动规律。

2、掌握带电粒子在电场中运动问题的分析方法。

【预习部分】二、自主预习：1、研究平抛运动的方法？动能定理及其表达式：2、微观带电粒子如电子、质子、离子、α粒子等除有说明或有明确暗示外，均不计力；而带电的液滴、小球等除有说明或有明确暗示外，均应考虑力。

3、带电粒子（不计重力）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。

4、带电粒子（不计重力）沿垂直于电场线的方向进入匀强电场后，由于电场力方向与粒子的运动方向，且电场力是恒力，所以带电粒子做。

【合作探究】一、带电粒子在匀强电场中的加速：（匀变速直线运动）例1：如图，A、B两足够大的金属板间电压为U,间距为d,一质子带电量为q,质量为m，由静止从A板出发，求质子到达B板时的速度。

（用两种解题方法）方法一：牛顿运动定律＋运动学公式：方法二：动能定理（能量观点）总结：分析此类问题时，一般有两条途径：（1）用牛顿运动定律和运动学公式（一般是在匀强电场中）；（2）用动能定理（在非匀强电场中上述方法是最佳选择）。

二、带电粒子在匀强电场中的偏转：（匀变速曲线运动）例2、如图：板间电压为U，距离为d,板长为ｌ，一质子质量为ｍ，电量为ｑ，以初速度V O从O点垂直射入两板间的匀强电场中，求质子射出电场时：（1）沿垂直板面方向偏移的距离y.（2）速度方向偏转的角度tan 。

总结：分析此类问题的思路三、带电粒子在电场中先加速后偏转例3、如图，加速电压为U1,偏转电压为U2,偏转极板长为ｌ，间距为ｄ，求质量为ｍ，带电量为ｑ的质子经加速电压和偏转电压射出电场后的偏移量y 及偏转角度tan α。

【当堂检测】1．下列粒子从初速度为零的状态经过电压为U 的电场加速后，粒子速度最大的是( )A ．质子B ．氘核C ．α粒子D ．钠离子Na ＋2．一带电粒子在电场中只受静电力作用时，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3.A 、B 板间电压为U ，电子由静止开始从A 板向B 板运动，当到达B 板时速度为v ，保持两板间电压不变，则( )A.当增大两板间距离时，v 也增大B.当减小两板间距离时，v 增大C.当改变两板间距离时，v 不变D.当增大两板间距离时，电子在两板间运动的时间也增大4.如图，M 和N 是匀强电场中的两个等势面，相距为d ，电势差为U.一质量为m(不计重力)、电荷量为-q 的粒子，以速度v 0通过等势面M 射入两等势面之间，此后穿过等势面N 的速率应是( ) A.m 2qUB.m 2qU v 0+C.m 2qU v 20+D.m 2qU v 20-5、一个电子以 4.0×107m/s 的初速度沿电场线方向射入电场强度为2.5×104N/C 的匀强电场中，问：这个电子在电场中能前进多远？用的时间是多少？这段距离上的电势差是多少？6、如图，水平放置的A 、B 两平行板相距h ，上板A 带正电，现有质量为m 、带电量为+q 的小球在B 板下方距离B 板为H 处，以初速υ0竖直向上从B 板小孔进入板间电场， 欲使小球刚好打到A 板，A 、B 间电势差为多少？图1-8-1 图1-8-4。

1.9 带电粒子在电场中的运动班级 姓名 小组 评价【学习目标】1. 理解带电粒子在电场中的运动规律2. 掌握能分析解决加速和偏转方向的问题 【学习重点】 带电粒子在匀强电场中的运动规律【学习难点】 运用电学知识和力学知识综合处理偏转问题 【课堂六环节】一、“导”——教师导入新课。

（2—3分钟）二、“思”——学生自主学习，学生结合课本自主学习，完成以下有关内（时间不少于13分钟）学习过程1、复习回顾相关知识（1）牛顿第二定律的内容是 （2）动能定理的表达式是（3）平抛运动的相关知识: (一)带电粒子的加速1.受力分析:仍按力学中受力分析的方法，只是多了一个静电力而已，若在匀强电场中，静电力为恒力（Eq ）,若在非匀强电场中，静电力为变力。

2.运动状态分析：带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场，受到的静电力与运动方向在同一条直线上做匀加（减）速直线运动。

3.计算速度的方法：应用动能定理，即 Uq=21mv 2-21mv 02所以v =例1如图，在真空中有一对平行金属板，由于接上电池组而带电。

两板电势差为U ，若一个质量为 m ，带电量为+q 的粒子在静电力作用下由静止开 始正极板开始向负极板运动，试计算它到达负 极板的速度（粒子的重力忽略不计）思考：上题中如果两极板是其他形状，中间的电场不再均匀，上面的结果是否仍然适用？为什么？例2炽热的金属丝可以发射电子。

在金属丝和金属板之间加以电压U=2500V ，如图。

发射出的电子在真空中加速后，从金属板的小孔穿出。

电子穿出的速度有多大？设 电子刚离开金属丝的速度为零。

(二)带电粒子的偏转如图，真空中放置一对平行金属板Y 和Y ′，把两极接到电源上，于是两板间出现了匀强电场。

平行板长L ，板间距离d ，电势差为U ，现有一带电粒子+q 以初速度0v 沿上板边缘水平射入该电场，并从右边射出。

（忽略重力）1、分析带电粒子的受力情况2、物体将做怎样的运动？+＋ ＋ ＋ ＋ ＋＋ ＋ ＋v3、我们以前学过类似的运动吗？如果有，是什么运动？4、请类比平抛运动的研究方法求解下列问题。

新疆克拉玛依市第十三中学高中物理 1.9 带电粒子在电场中的运动（第一课时）教案 新人教版选修3-1教学三维目标（一）知识与技能1．了解带电粒子在电场中的运动——只受电场力，带电粒子做匀变速运动。

2．重点掌握初速度与场强方向垂直的带电粒子在电场中的运动(类平抛运动)。

3．知道示波管的主要构造和工作原理。

（二）过程与方法培养学生综合运用力学和电学的知识分析解决带电粒子在电场中的运动。

（三）情感态度与价值观1．渗透物理学方法的教育：运用理想化方法，突出主要因素，忽略次要因素，不计粒子重力。

2．培养学生综合分析问题的能力，体会物理知识的实际应用。

重点：带电粒子在电场中的加速和偏转规律难点：带电粒子在电场中的偏转问题及应用。

教具：示波器教法：讲练结合教学过程：（一）复习力学及本章前面相关知识要点：动能定理、平抛运动规律、牛顿定律、场强等。

（二）新课教学1．带电粒子在电场中的运动情况（平衡、加速和减速）⑴．若带电粒子在电场中所受合力为零时，即∑F＝0时，粒子将保持静止状态或匀速直线运动状态。

例1 ：带电粒子在电场中处于静止状态，该粒子带正电还是负电?学生讨论分析：(1)带电粒子处于静止状态，∑F＝0，mg qE =，因为所受重力竖直向下，所以所受电场力必为竖直向上。

又因为场强方向竖直向下，所以带电体带负电。

⑵．若∑F≠0（只受电场力）且与初速度方向在同一直线上，带电粒子将做加速或减速直线运动。

(变速直线运动)例2： 打入正电荷（右图），将做匀加速直线运动。

设电荷所带的电量为q ，板间场强为E ，电势差为U ，板距为d, 电荷到达另一极板的速度为v,则学生推导：电场力所做的功为：qEL qU W == 粒子到达另一极板的动能为：221mv E k = 由动能定理有：221mv qU =-2021mv （或221mv qEL =- 2021mv 对恒力）若初速为v 0=0，则上列各式又应怎么样？让学生讨论并列出。