第六章带电粒子在电场中的运动导学案精选文档.ppt

第六章带电粒子在电场中的运动导学案本讲稿第一页，共十八页导导学目学目标标 1.1.能利用能利用动动能定理、能量守恒分析解决能定理、能量守恒分析解决带电带电粒子的加速与偏粒子的加速与偏转问题转问题.2.2.能利用分解运能利用分解运动动的方法的方法处处理理带电带电粒子的粒子的类类平抛运平抛运动动本讲稿第二页，共十八页思考：带点粒子在电场中的运动是否考虑重力？【基础导析】图1如图1所示，在A板附近有一电子由静止开始向B板运动，则关 于电子到达B板时的速率，下列说法正确的是 ()A.两板间距越大，加速的时间就越长，则获得的速率越大B.两板间距越小，加速度就越大，则获得的速率越大C.与两板间的距离无关，仅与加速电压U有关D.以上解释都不正确C一、带电粒子在电场中的加速运动一、带电粒子在电场中的加速运动本讲稿第三页，共十八页对带电对带电粒子粒子进进行受力分析行受力分析时应时应注意是否考注意是否考虑虑重力要依据情况重力要依据情况而定而定1.1.基本粒子：如基本粒子：如电电子、子、质质子、子、粒子、离子等除有粒子、离子等除有说说明或明或明确的暗示外，一般不考明确的暗示外，一般不考虑虑重力重力(但不能忽略但不能忽略质质量量)2.2.带电颗带电颗粒：如液滴、油滴、粒：如液滴、油滴、尘尘埃、小球等，除有埃、小球等，除有说说明或明明或明确暗示外，一般都不能忽略重力确暗示外，一般都不能忽略重力本讲稿第四页，共十八页突破考点突破考点【例例1 1】如图如图4 4所示，一带电荷量为所示，一带电荷量为q q、质量为、质量为m m的小物块处于一倾的小物块处于一倾角为角为3737的光滑斜面上，当整个装置被置于一水平向右的匀强的光滑斜面上，当整个装置被置于一水平向右的匀强电场电场 中，小物块恰好静止重力加速度取中，小物块恰好静止重力加速度取g g，sin 37sin 370.60.6，cos cos 37370.8.0.8.求：求：(1)(1)水平向右电场的电场强度；水平向右电场的电场强度；(2)(2)若将电场强度减小为原来的若将电场强度减小为原来的1/21/2，物块的加速，物块的加速度是多大；度是多大；(3)(3)电场强度变化后物块下滑距离电场强度变化后物块下滑距离L L时的动能时的动能图图4 4EqEqF FN Nmgmg本讲稿第五页，共十八页带电带电粒子在粒子在电场电场中的直中的直线线运运动动1 1基本思路基本思路（1 1）先分析受力情况先分析受力情况（2 2）分析运）分析运动动状状态态和运和运动过动过程程(平衡、加速、减速；直平衡、加速、减速；直线还线还是曲是曲线线)（3 3）选选用恰当的用恰当的规规律解律解题题2.2.解决解决这类问题这类问题的基本方法是的基本方法是:(1)(1)采用运采用运动动和力的和力的观观点：牛点：牛顿顿第二定律和运第二定律和运动动学知学知识识求解求解.(2)(2)用能量用能量转转化的化的观观点：点：动动能定理和功能关系求解能定理和功能关系求解基础再现基础再现 深度思考深度思考本讲稿第六页，共十八页在非匀强电场中：在非匀强电场中：若若v v0 00 0则：则：此公式此公式适适用于一用于一切切电场电场基础再现基础再现 深度思考深度思考在匀强电场中：在匀强电场中：若若v v0 00 0则：则：本讲稿第七页，共十八页【基础导析】（北京高考北京高考)两个半径均两个半径均为为R R的的圆圆形平板形平板电电极，平极，平行正行正对对放置，相距放置，相距为为d d，极板，极板间间的的电势电势差差为为U U，板，板间电场间电场可以可以认认为为是均匀的一个是均匀的一个 粒子从正极板粒子从正极板边缘边缘以某一初速度垂直于以某一初速度垂直于电场电场方向射入两极板之方向射入两极板之间间，到达，到达负负极板极板时时恰好落在极板中心恰好落在极板中心已知已知质质子子电电荷量荷量为为e e，质质子和中子的子和中子的质质量均量均视为视为m m，忽略重力，忽略重力和空气阻力的影响，求和空气阻力的影响，求(1)(1)极板极板间间的的电场电场强强度度E E；(2)(2)粒子在极板粒子在极板间间运运动动的加速度的加速度a a；(3)(3)粒子的初速度粒子的初速度v v0 0.二二.带电粒子在电场中的偏转带电粒子在电场中的偏转突破考点突破考点本讲稿第八页，共十八页带电粒子在电场中的偏转带电粒子在电场中的偏转基础再现基础再现 深度思考深度思考模型建立：模型建立：受力特点：只受一个电场力受力特点：只受一个电场力(恒力恒力)，且与初速度方向垂直，且与初速度方向垂直受力和运动状态分析受力和运动状态分析 ：运动状态分析：运动状态分析：类平抛运动类平抛运动【知识梳理】本讲稿第九页，共十八页应用运动的合成和分解的知识应用运动的合成和分解的知识处理方法：处理方法：粒子穿越电场的时间粒子穿越电场的时间t t粒子离开电场时的速率粒子离开电场时的速率v vt t沿电场方向：沿电场方向：基础再现基础再现 深度思考深度思考本讲稿第十页，共十八页侧移距离侧移距离y y：速度偏角速度偏角：提醒：提醒：平抛运动的推论在此运动中都适用，平抛运动的推论在此运动中都适用，如：粒子从两板中间射入时就象是从如：粒子从两板中间射入时就象是从两板间的中点沿直线射出的两板间的中点沿直线射出的 。带同种电荷的不同带电粒子在同一带同种电荷的不同带电粒子在同一电场电场(U U1 1)中加速后，射入同一偏转电场中加速后，射入同一偏转电场(U U2 2)时，时，若能射出电场，则射出方向一致，和该粒子本若能射出电场，则射出方向一致，和该粒子本身的质量和电荷量都无关身的质量和电荷量都无关 基础再现基础再现 深度思考深度思考本讲稿第十一页，共十八页【例2】如图7所示，一个带电粒子从粒子源飘入(初速度很小，可忽略不计)电压为U1的加速电场，经加速后从小孔S沿平行金属板A、B的中心线射入A、B板长为L，相距为d，电压为U2.则带电粒子能从A、B板间飞出应该满足的条件是 ()【思维突破思维突破】1 1本题是典型的带电粒子加速再偏转的题目，处理此类题目需要综合运用动能定理、本题是典型的带电粒子加速再偏转的题目，处理此类题目需要综合运用动能定理、运动的合成与分解、牛顿运动定律、运动学公式等运动的合成与分解、牛顿运动定律、运动学公式等2 2粒子恰能飞出极板和粒子恰不能飞出极板，对应着同一临界状态，分析时根据题粒子恰能飞出极板和粒子恰不能飞出极板，对应着同一临界状态，分析时根据题意找出临界状态，由临界状态来确定极值，这是求解极值问题的常用方法意找出临界状态，由临界状态来确定极值，这是求解极值问题的常用方法C C课堂探究课堂探究 突破考点突破考点本讲稿第十二页，共十八页命命题题研研究究试题分析试题分析本本部部分内容是分内容是高高考考必必考内容之一大考内容之一大部部分分省省市、市、全国全国试试卷卷在这里以在这里以选择选择题的形式题的形式命命题，题，难难度以中、度以中、低档低档为为主主；部部分分省省市以计市以计算算题形式出题，题形式出题，难难度中度中档档偏上，分偏上，分值值较较多多命命题特题特征征大大部部分试题以静电场为分试题以静电场为背景背景，围绕围绕电场线的分电场线的分布及布及特点、场特点、场强分强分布布、电势变化、电场力、电势变化、电场力F F、电势能、电势能E Ep p、电场力做功，、电场力做功，结结合动能定理、能量合动能定理、能量守恒守恒定律、定律、共共点力的平点力的平衡衡、牛顿、牛顿第二定律、平抛运动等规律，要求考生进行分析、第二定律、平抛运动等规律，要求考生进行分析、推推理、计理、计算算与与判判断考生要断考生要具具备坚备坚实、实、牢固牢固的基础知识，的基础知识，较较强的综合分析能力、计强的综合分析能力、计算算能力，能力，才才能得到理能得到理想想的成的成绩绩命命题题研研究究本讲稿第十三页，共十八页分组训练分组训练 提升能力提升能力1 1如图如图1717所示，电子由静止开始从所示，电子由静止开始从A A板向板向B B板运动，当到达板运动，当到达B B极板时极板时速度为速度为v v，保持两板间电压不变，则，保持两板间电压不变，则()A A当增大两板间距离时，当增大两板间距离时，v v也增大也增大B B当减小两板间距离时，当减小两板间距离时，v v增大增大C C当改变两板间距离时，当改变两板间距离时，v v不变不变D D当增大两板间距离时，电子在两板间运动的时间也增大当增大两板间距离时，电子在两板间运动的时间也增大图图1717图图1919B BCDCD本讲稿第十四页，共十八页3如图20所示，A、B两导体板平行放置，在t0时将电子从A板附近由静止释放(电子的重力忽略不计)分别在A、B两板间加四种电压，它们的UABt图线如下列四图所示其中可能使电子到不了B板的是 （）B B图图2020分组训练分组训练 提升能力提升能力本讲稿第十五页，共十八页4.(2011四川德阳市第二次诊断性考试)如图5甲所示，在真空中足够大的绝缘水平地面上，一个质量为m0.2 kg、带电荷量为q2.0106 C的小物块处于静止状态，小物块与地面间的摩擦因数0.1.从t0时刻开始，空间上加一个如图乙所示的电场(取水平向右的方向为正方向，g取10 m/s2)求：(1)4秒内小物块的位移大小；(2)4秒内电场力对小物块所做的功甲甲乙乙课堂探究课堂探究 突破考点突破考点本讲稿第十六页，共十八页解析解析（1 1）前）前2 2秒内物体做匀加速运动，秒内物体做匀加速运动，设加速度为设加速度为a a1 1，由牛顿第二定律得：，由牛顿第二定律得：E E1 1q-q-mg=mamg=ma1 1 解得：解得：a a1 1=2m/s=2m/s2 2前两秒内的位移前两秒内的位移x x1 1=at at2 2=4 m=4 m2 24 s4 s物体做减速运动，设加速度为物体做减速运动，设加速度为a a2 2由牛顿第二定律得：由牛顿第二定律得：-E E2 2q q-mg=mamg=ma2 2解得：解得：a a2 2=-2 m/s=-2 m/s2 2第第2 2秒末的速度秒末的速度v v=4 m/s=4 m/s，则第则第4 s4 s末的速度为末的速度为0 0，所以所以x x2 2=vt vt+a a2 2t t2 2=4 m=4 m故物体前故物体前4 4秒内的位移秒内的位移x x=x x1 1+x x2 2=8m=8m(2)(2)WW电电=E E1 1qsqs1 1-E E2 2qsqs2 2=1.6 J=1.6 J本讲稿第十七页，共十八页元芳你怎么看？大人您太累啦，该休息了！本讲稿第十八页，共十八页