2.4 带电粒子在电场中的运动 —山东省济南外国语学校鲁科版（2019）高中物理必修三学案

物理新鲁科版必修三第2章导学案004 第4节 带电粒子在电场中的运动 【学习目标】 1.运用静电力、电场强度等概念研究带电粒子运动时的加速度、位移等量的变化。 2.运用静电力做功，电势等概念研究带电粒子的运动过程中能量的转化 【自主学习】 知识点一　带电粒子加速 [问题思考] 一个质量为m、带正电荷q的粒子(如图甲所示)，在静电力的作用下由静止开始从正极板向负极板运动。 (1)试分析带电粒子在电场中的运动性质？ (2)怎么求离子到达负极板时的速度？试用两种方法。 1.基本粒子的受力特点 对于质量很小的基本粒子，如电子、质子等，虽然它们也会受到万有引力(重力)的作用，但万有引力(重力)一般远远小于静电力，可以忽略不计。 2.运动分析：带电粒子从静止释放，将沿电场力方向在匀强电场中做匀加速直线运动。 3.末速度大小：根据qU＝mv2，得v＝。 4.带电粒子加速问题的处理方法 (1)利用动能定理分析 初速度为零的带电粒子，经过电势差为U的电场加速后，qU＝mv2，则v＝。 (2)在匀强电场中也可利用牛顿定律结合运动学公式分析。 [判断正误] (1)带电粒子在电场中只受电场力作用时，可能做匀速直线运动。( ) (2)带电粒子在电场中只受静电力作用时，静电力一定做正功。( ) (3)动能定理能分析匀强电场中的直线运动问题，也能分析非匀强电场中的直线运动问题。( ) (4)带电粒子在电场中只受电场力作用时，其动能和电势能总和保持不变。( ) 知识点二　带电粒子偏转 [问题思考] 如图所示，电子以初速度v0垂直于电场线方向射入匀强电场中，则电子在电场中做什么什么运动？ 1.运动状态分析 电子只受到恒定的与初速度方向成90°角的电场力作用而做匀变速曲线运动，类似于力学中的平抛运动(轨迹为抛物线)。 2.运动规律(如图所示) 偏转角度θ满足：tan θ＝ [判断正误] (1)带电粒子在匀强电场中偏转时，加速度不变，粒子的运动是匀变速曲线运动。( ) (2)带电粒子在匀强电场中偏转时，可用平抛运动的知识分析。( ) (3)带电粒子在匀强电场中偏转时，若已知进入电场和离开电场两点间的电势差以及带电粒子的初速度，可用动能定理求解末速度大小。( ) 核心探究1 带电粒子加速 [要点归纳] 1.力和运动的关系——牛顿第二定律 根据带电粒子受到的静电力，用牛