2022年带电粒子在电场中的运动导学案 .pdf
名师精编优秀教案带电粒子在电场中的运动导学案江苏省宿迁中学王建国【学习目标】1.掌握带电粒子在匀强电场中的加速问题的处理方法；2.掌握带电粒子在匀强电场中的偏转问题的处理方法. 【预习】1、 带电粒子：如电子、质子、原子核等，一般情况下，重力电场力，重力可忽略不计。2、 物体做直线运动和曲线运动的条件？3、 带电粒子沿电场线方向进入匀强电场后，分析其运动状态？4、 带电粒子以初速v0垂直于电场线方向飞入匀强电场，分析其运动状态？【教学过程】1、带电粒子在匀强电场中的加速：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。练习一、 如图所示的电场中有A、 B 两点，A、 B 的电势差 UAB100V ， 一个质量为m=2.0 10-12kg、电量为 q=5.0 10-8C 的带电粒子，以初速度v0 =3.0 103m/s 由 A 点运动到B 点，求粒子到达 B 点时的速率。 （不计粒子重力）练习二、 下列粒子由静止经加速电压为U 的电场加速后，哪种粒子动能最大（）哪种粒子速度最大（）A.质子B.电子C.氘核D.氦核总结：A B U A B 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 4 页名师精编优秀教案2、带电粒子在匀强电场中的偏转：例 2、如图所示，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v0从 O 点垂直射入两板间的匀强电场中，求质子射出电场时：沿垂直板面方向偏移的距离y；速度偏转角度tan ；位移与初速度夹角tan ；将速度v 反向延长交图中虚线与A 点，求 XOA。总结：练习三 、质子 (质量为 m、电量为 e)和二价氦离子(质量为 4m、电量为 2e)以相同的初动能垂直射入同一偏转电场中，离开电场后，它们的偏转角正切之比为，侧移之比为。以相同的初速度垂直射入同一偏转电场中，离开电场后， 它们的偏转角正切之比为，侧移之比为。总结：3、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 。练习四、 如图所示，二价氦离子和质子的混合体，经同一加速电场加速后，垂直射入同一偏转电场中，偏转后，打在同一荧光屏上，则它们（）A. 侧移相同B.偏转角相同C.到达屏上同一点D. 到达屏上不同点A v0 d v0y v vm,qL O U1vv0y vm,q U2L + m,q 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 4 页名师精编优秀教案练习五、 如图，从灯丝发出的电子经加速电场加速后，进入偏转电场，若加速电压为U1，偏转电压为 U2，要使电子在电场中的偏转量y 增大为原来的2 倍，下列方法中正确的是( ) A. 使 U1减小为原来的一半B.使 U2增大为原来的2 倍C.使偏转板的长度增大为原来2 倍D. 使偏转板的距离减小为原来的一半总结：【课堂检测】1对公式mqUv2的适用条件，下列说法中正确的是（）A只适用于匀强电场中，v00 的带电粒子被加速B只适用于匀强电场中，粒子运动方向与场强方向平行的情况C只适用于匀强电场中，粒子运动方向与场强方向垂直的情况D适用于任何电场中，v00 的带电粒子被加速2 如图， P 和 Q 为两平行金属板，板间电压为U，在 P 板附近有一电子由静止开始向Q 板运动关于电子到达Q 板时的速率，下列说法正确的是（）A两板间距离越大，加速时间越长，获得的速率就越大B两板间距离越小，加速度越大，获得的速率就越大C与两板间距离无关，仅与加速电压U 有关D以上说法都不正确3如图所示，带电量之比为qA qB=13 的带电粒子A、B 先后以相同的速度从同一点射入平行板电容器中，不计重力，带电粒子偏转后打在同一极板上，水平飞行距离之比为1:2:BAxx，则带电粒子的质量之比BAmm:以及在电场中飞行时间之比BAtt:分别为（）A 1:1，2:3 B 2:1，3:2 C 1:1，3:4 D 4:3，2:1 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 4 页名师精编优秀教案4如图所示，有三个质量相等，分别带正电、负电和不带电的小球，从平行板电场中的P 点以相同的初速度垂直于E 进入电场，它们分别落于A、B、 C 三点，则可判断（）A落到 A 点的小球带正电，落到B 点的小球不带电B三个小球在电场中运动时间相等C三个小球到达正极板时的动能关系是kCkBkAEEED三个小球在电场中运动的加速度关系是CBAaaa5电子垂直射入两带电平行金属板间的匀强电场中，电子通过电场后发生了侧移，则（）A电子射入的速度越大，侧移量越大B两板间电压越大，侧移量越大C两板间距离越大，侧移量越大D两板越长，侧移量越大6若质子和粒子以相同的速度垂直进入同一偏转电场，出电场时，它们的偏转角的正切之比tgH:tga=_，若它们从静止开始经同一加速电场加速后，垂直进入同一偏转电场，出电场时，偏转角正切之比tgH:tga=_。7如图所示，在x0 的空间中，存在沿x 轴方向的匀强电场E；在 x0 的空间中，存在沿x轴负方向的匀强电场，场强大小也为E.一电子 (e， m)在 x=d 处的 P 点以沿 y 轴正方向的初速度 v0开始运动，不计电子重力.求：电子的x 方向分运动的周期；电子运动的轨迹与y 轴的各个交点中，任意两个交点的距离。O x y 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 4 页
