2017年高中物理 第1章 静电场 第9节 带电粒子在电场中的运动课件 新人教版选修3-1.ppt

规律方法 带电粒子在匀强电场中偏转的几个推论 (3)若以相同的初动能Ek0进入同一个偏转电场,只要q相同,不论m是否相同,则偏转距离y和偏转角θ相同. (教师备用) 变式:在例2中的示波管,由于加速电压U1过低,电子不能飞出偏转电场,导致荧光屏不能出现亮斑.求出现这种情况时,加速电压U1的范围. 例2-1:(2016广州执信、广雅、二中、六中四校联考)如图所示,虚线MN左侧有一场强为E1=E的匀强电场,在两条平行的虚线MN和PQ之间存在着宽为L、电场强度为E2=2E的匀强电场,在虚线PQ右侧相距为L处有一与电场E2平行的屏.现将一电子(电荷量为e,质量为m)无初速度地放入电场E1中的A点(A点离两场边界距离为L/2),最后电子打在右侧的屏上,AO连线与屏垂直,垂足为O,求: (1)电子从释放到刚射出电场E2时所用的时间; (2)电子刚射出电场E2时的速度方向与AO连线夹角θ的正切值tan θ; 答案：(2)2　 (3)电子打到屏上的点P′到点O的距离y. 答案：(3)3L 例2-2:一个初速度为零的电子通过电压为U的电场加速后,从C点沿水平方向飞入电场强度为E的匀强电场中,到达该电场中另一点D时,电子的速度方向与电场强度方向的夹角正好是120°,如图所示.试求C,D两点沿电场强度方向的距离y. 针对训练2:如图所示,一个质量为m、带电荷量为q的粒子从两平行板左侧中点沿垂直场强方向射入,当入射速度为v时,恰好穿过电场而不碰金属板.要使粒子的入射速度变为v/2,仍能恰好穿过电场,则必须再使(　 　) A.粒子的电荷量变为原来的1/4 B.两板间电压减为原来的1/2 C.两板间距离增为原来的4倍 D.两板间距离减为原来的1/2 A * 第9节　带电粒子在电场中的运动 (教师参考) 一、教学目标 知识与技能 1.知道带电粒子在电场中的加速运动,能够计算粒子所获速度的大小 2.掌握带电粒子在匀强电场中的偏转运动(类平抛运动) 3.知道示波管的主要构造和工作原理 过程与方法 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问题 情感态度与价值观 培养学生综合分析问题的能力,体会物理知识的实际应用 二、教学重点难点 教学重点 带电粒子在电场中的加速和偏转规律 教学难点 带电粒子在电场中的偏转问题及应用 三、重难点突破方略 带电粒子的加速的突破方略 【情境设置】 在真空中有一对平行金属板,两板间的电势差为U,板间距为d,如图所示.若一个质量为m、带正电荷q的粒子在静电力的作用下由静止开始从正极板运动到负极板. (设问1)带电粒子在电场中受哪些力作用?重力能否忽略不计? 答案:受重力和静电力;因重力远小于静电力,故可以忽略重力. (设问2)粒子在电场中做何种运动?你能用几种方法计算粒子到达负极板时的速度? (设问3)在非匀强电场中,上述两种方法哪一种可行? 答案:方法一可行. 【教师讲授】 在非匀强电场中,公式W=qU同样适用. 自主学习 课堂探究 达标测评 学科素养 自主学习 课前预习·感悟新知 (教师参考) 情境链接一 粒子加速器广泛应用于医疗,例如,医用加速器是生物医学上的一种用来对肿瘤进行放射治疗的粒子加速器装置.目前国际上,在放射治疗中使用最多的是电子直线加速器.只有在怎样的场所中,电子才得以加速?电子获得的动能是由什么能量转化而来? 信息 1.要使带电粒子获得能量,就要有加速电场. 2.静电力对电子做功,电子的电势能转化为动能. 情境链接二 示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器.利用示波器能观察各种不同信号幅度随时间变化的波形曲线,还可以用它测试各种不同的电学量,如电压、电流、频率、相位差、调幅度等. 1.如图所示,若将一个锯齿形电压加到一对水平偏转电极上,光点在荧光屏上形成怎样的图形? 2.如果分别将两个直流电压同时加到竖直和水平两对偏转板上,则荧光屏上的光点位置如何来确定? 信息 1.光点在荧光屏上形成水平的亮线. 2.荧光屏上的光点位置就由两个方向的位移共同决定. 教材梳理 动能定理 想一想 教材第34页“思考与讨论”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? 二、带电粒子的偏转 　　分析教材第34页“带电粒子的偏转”部分,大致了解求偏移距离y和偏转角度θ的过程. 1.进入电场的方式:以初速度v0垂直于电场线方向进入匀强电场. 2.受力特点:静电力大小恒定,且方向与初速度v0的方向垂直. 3.运动规律 (如图所示): 想一想 教材第34页的“例题2”中的电子做曲线运动,可以认为电子同时参与了哪两种分运动? 答案:电子的运动可分解为垂直电场方向的初速度为零的匀加速直线运动与平行电场方向的匀速直线运动这两个分运动. 三、示波管 　　分析教材第3