《带电粒子在电场中运动》导学案.pdf

课时 1.9　带电粒子在电场中的运动 　　1.学习运用静电力、电场强度等概念研究带电粒子在电场中运动时的加速度、速度、位移等变化规 律。 2.学习运用静电力做功、电势、电势差、等势面等概念研究带电粒子在电场中运动时的能量转化规 律。 3.了解示波管的工作原理,体会电场知识在科技中的运用。 1.带电粒子在电场中的加速 真空中有一对平行板,A 板接电源的正极,B 板接电源的负极,两极板间形成匀强电场。在两板间若要加 速一个电子,获得最大的速度,该电子应从①B　极板释放。若极板间电势差为 U,电子质量为 m、电荷量为 q ,加速后的最大速度为②　　　　 。 2.带电粒子在匀强电场中的偏转 (1)进入电场的方式:以初速度 v ③垂直于电场线进入匀强电场。 0 (2)受力特点:静电力大小④不 ,且方向与初速度 v0 的方向⑤垂直。 (3)运动特点:做⑥匀变速曲线运动,与力学中的平抛运动类似,故称作⑦类平抛运动。 (4)运动规律: 速度: = ⑧0　 垂直电场方向{位移: = ⑨ t 0 速度: = at = ⑩　　　　 运动{平行电场方向{位移: = 1a2 = ⑪　　　　 2 偏转角度:tan = ⑫　　　　 3.示波管 (1)示波器的核心部件是示波管,示波管是真空管,主要由三部分组成,这三部分分别是 电子枪、偏转电 极、荧光屏 。 (2)工作原理:通过灯丝发射的电子在电子枪阴极和阳极间受静电力的作用被 加速,形成电子束,进入偏 转电极 YY 、XX 。电子束在 YY 、XX 中受到静电力的作用,发生 偏转　　,打到荧光屏上形成亮斑。 　　主题 1:带电粒子在电场中的加速 阅读教材中“带电粒子的加速”部分的内容,回答下列问题。 (1)教材中对图 1.9 -1(计算粒子到达另一个极板时的速度)情形是从功能转化角度运用动能定理分析的,你 能否利用牛顿第二定律从动力学角度进行分析? (2)如果带电粒子不是由静止开始,而是以初速度 v 从正极板向负极板运动,到达负极板时的速率是多 0 少?如果沿着不同的路线,到达负极板时的速率相等吗? 　　主题 2:类平抛运动 阅读教材中“带电粒子的偏转”和例题 2 中的内容,回答下列问题。 (1)例题 2 中带电粒子在电场中受到的静电力是恒力吗?为什么?粒子受到的静电力的方向与其初速度的 方向是什么关系? (2)把带电粒子在偏转电极中的运动与研究平抛运动的方法进行类比。为什么我们常把垂直射入匀强电 场的带电粒子的运动叫作类平抛运动,它与平抛运动有哪些相似之处?又有哪些不同之处? 　　主题 3:带电粒子在电场中的偏转 (1)在例题 2 中电子射出极板后将做什么运动?是否仍然可以用分运动的合成来研究其在电场外的运动? (2)在例题 2 中,电子穿出极板的时间为 t=0,如果增大极板间电势差 U,电子是否可能飞不出极板?如果 飞不出极板,电子将落在哪里? 电子运动的时间由哪些量决定? 　　主题 4:示波管的原理 阅读教材中“示波管的原理”的内容,回答下列问题。 (1)如果建立如图坐标系把荧光屏分为四个象限,那么要电子打在第 Ⅰ、Ⅱ、 、Ⅳ象限,应该分别在 YY 、XX上加什么样的电压? (2)如果 XX上不加电压,仅在 YY上加变化的电压,那么荧光屏上的亮斑将会在什么位置移动?如果同时 在 XX上加上锯齿形扫描电压,将会起到什么效果? 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.氦核　　　　　 D.钠离子 Na+ 2.图示是示波管的原理图,下列说法正确的是(　　) 。 A.示波管内要抽成真空 B.电子