1、1.9 带电粒子在电场中的运动 学案学习目标1、掌握带电粒子在匀强电场中的加速和偏转问题2、了解示波管的构造和基本原理3、通过带电粒子在电场中加速、偏转过程的分析,提高分析问题、解决问题的能力学习重点 1.带电粒子在匀强电场中的加速问题的处理方法;2.带电粒子在匀强电场中的偏转问题的处理方法;学习难点 1. 运用电学知识和力学知识综合处理偏转问题2. 示波管的工作原理知识梳理一、带电粒子在电场中加速方法:动能定理 二、带电粒子在电场中的偏转(粒子垂直进入匀强电场)受力特点:只受一个电场力(恒力),且初速度与电场力垂直。运动性质:类似平抛运动处理方法:运动的合成与分解运动规律: (1)沿初速方向
2、:匀速直线运动 公式 vx=v0 x=v0t(2)与初速垂直方向:匀加速运动 公式 vy=at y=at2/2 偏转距离: 偏转角度 例题精讲例1 .如图所示,M、N是真空中的两块平行金属板,质量为m、电荷量为q的带电粒子,以初速度v0由小孔进入电场,当M、N间电压为U时,粒子恰好能到达N板,如果要使这个带电粒子到达M、N板间距的后返回,下列措施中能满足要求的是(不计带电粒子的重力)()A使初速度减为原来的B使M、N间电压加倍 C使M、N间电压提高到原来的4倍D使初速度和M、N间电压都减为原来的 解析由qElmv,当v0变为v0时l变为;因为qEq,所以qElqlmv,通过分析知B、D选项正确
3、答案BD例2.如图所示,A为粒子源,F为荧光屏在A和极板B间的加速电压为U1,在两水平放置的平行导体板C、D间加有偏转电压U2.现分别有质子和粒子(氦核)由静止从A发出,经加速后以水平速度进入C、D间,最后打到F板上不计粒子的重力,它们能打到F的同一位置上吗? 解析设粒子的质量为m,带电荷量为q,偏转电场的极板长为L,两板间距为d.在加速过程中由动能定理有:qU1mv在偏转电场中,粒子的运动时间t加速度a沿电场方向上的速度vat粒子射出电场时速度的偏转角度设为tan 偏移量yat2联立解得:tan ,y可见y、tan 与带电粒子的m、q无关,只由加速电场和偏转电场来决定,所以质子和粒子能打到F
4、上的同一位置答案能 【反思】收获疑问当堂练习1.下列带电粒子均从初速为零的状态开始在电场力作用下做加速运动,经过相同的电势差U后,哪个粒子获得的速度最大()A.质子B.氘核C.粒子D.钠离子2.如图所示,M和N是匀强电场中的两个等势面,相距为d,电势差为U.一质量为m(不计重力)、电荷量为-q的粒子,以速度v0通过等势面M射入两等势面之间,此后穿过等势面N的速率应是()A.B. C.D.3.如图所示,一个电子(电荷量为-e,质量为m)以速度v0从A点沿着电场线方向射入场强为E的匀强电场中,到达B点时速度恰为零,则在此过程中,电子的电势能的增量为_,A、B两点的电势差为_,A、B两点的距离为_.答案1:A 2.C 3.