静电场第九节 带电粒子在电场中的运动

高二物理选修3—1§ 1.9学案
一.课前准备
（1）牛顿第二定律的内容是什么
（2）动能定理的表达式是什么
（3）平抛运动的相关知识点。
（4）静电力做功的计算方法。
对应上述提问填空
（1）a=
（2）W合=
（3）平抛运动的相关知识
水平方向ax= vx= x=
竖直方向ay= vy= y=
合速度 v= 速度偏转tanθ=
位移偏转tanβ=
（4）W=
二.合作探究
1.要使带电粒子在电场中只被加速而不改变运动方向该怎么办
方案1：
方案2：
上面示意图中两电荷电性换一下能否达到加速的目的
（提示：从实际角度考虑，注意两边是金属板）
结合图示动手推导，当v0=0时，带电粒子到达另一板的速度大小。
方法一：（动力学观点）
方法二：（能量观点）
深入探究：
若初速度为v0（不等于零），推导最终的速度表达式。
方法渗透：理解运动规律，学会求解方法，不去死记结论。
方法一：适用条件是（ ）
方法二：可适用范围是（ ）
实例探究：课本例题1
第一步：独立推导。
第二步：对照课本解析归纳方法。
第三步：注意事项——计算先推导最终表达式，再统一代入数值运算，统一单位后不用每个量都写，只在最终结果标出即可。
拓展训练：课本P39第2题
过渡：如果带电粒子在电场中的加速度方向不在同一条直线上，带电粒子的运动情况又如何呢 下面我们通过一种较特殊的情况来研究。
2.如图所示，电子以初速度v0垂直于电场线射入匀强电场中．
问题讨论：
（1）分析带电粒子的受力情况。
（2）你认为这种情况同哪种运动类似，这种运动的研究方法是什么
（3）你能类比得到带电粒子在电场中运动的研究方法吗
深入探究：如右图所示，设电荷带电荷量为q，平行板长为L，两板间距为d，电势差为U，初速为v0．试求：
（1）带电粒子在电场中运动的时问t。
（2）粒子运动的加速度。
（3）粒子在射出电场时竖直方向上的偏转距离。
（4）粒子在离开电场时竖直方向的分速度。
（5）粒子在离开电场时的速度大小。
（6）粒子在离开电场时的偏转角度θ。
结论：
自学例2
即时应用：一束电子流在经U=5000 V的加速电压加速后，在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场，如图所示，若两板间距d=1.0 cm，板长l=5.0 cm，那么，要使电子能从平行板间飞出，两个极板上最多能加多大电压
说明：（1）此题是一个较典型的带电粒子先加速再偏转的题目。通过该题要认真体会求解这类问题的思路和方法，并注意解题格式的规范化。
（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——“擦边球”。根据题意找出临界状态，由临界状态来确定极值，也是求解极值问题的常用方法。
。3.观察示波器的现象。
阅读课本相关内容探究原因。
深入探究：如图，若从电子枪发射初速为零的电子经电压为U1的电场加速后，垂直进入偏转电场，已知偏转电压为U2、极板长为ι，两板间距为d,两极板右端距屏的距离为L，电子在偏转电极的电场中发生偏转．离开偏转电极后沿直线前进，打在荧光屏上的亮斑在竖直方向发生偏移．求电子在偏转电场中的偏转角 的正切值及打在屏上电子的偏移量。
思考与讨论：见P36页
（四）巩固练习
1、书面完成P39“问题与练习”第3、4、5题；思考并回答第1题。
2、课下阅读课本37页和38页“科学足迹”和“科学漫步”中的两篇文章。
课堂小结
9.带电粒子在电场中的运动
（1）．带电粒子的加速{
（2）．带电粒子的偏转{
（3）．示波管的原理
（五）课时训练：见微型试卷

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