2.4带电粒子在电场中的运动 学案-2021-2022学年高二上学期物理鲁科版（2019）必修第三册

2.4带电粒子在电场中的运动——预习案 【学习目标】 1.理解带电粒子在电场中的运动规律，并能分析解决加速和偏转方向的问题． 2.知道示波管的构造和基本原理． 【知识梳理】 若在所讨论的问题中，当带电粒子受到的重力远远小于电场力时，即mg≪qE，则可忽略重力的影响．但要注意，忽略粒子的重力并不是忽略粒子的质量． 是否考虑带电粒子的重力要根据具体情况而定．通常情况下： ①基本粒子：如电子、质子、α粒子、离子等除有说明或有明确的暗示以外，一般都不考虑重力(但并不忽略质量)； ②带电颗粒：如液滴、尘埃、小球等，除有说明或有明确的暗示以外，一般都不能忽略重力． 【思考与交流】 一、带电粒子的电场中的加速 如图所示，在真空中有一对平行金属板，接上电压为U的电池组，在它们之间建立方向水平向右的匀强电场。有一个带电量为+q，质量为m的带电粒子（重力不计）在正极板上的小孔处由静止释放，在电场中被加速，试分析： 1．运动性质：带电粒子在静电力的作用下，由静止开始，将做＿＿＿运动 2．电场强度多大？ 3.加速度多大？ 4.运动时间多长？ 5.穿出N极板时的速度多大？ 【拓展变式】若将上图中的正负极调换，则两极板间匀强电场的场强方向变为水平向左，带电量为+q，质量为m的带电粒子（重力不计），以初速度v0穿过左极板的小孔进入电场，讨论粒子可能的运动情况？ （1）粒子在电场中受到什么力？将会使粒子做何种运动？ _______________________；___________________________ （2）粒子能否到达右侧极板？ 若不到，满足条件什么？ 若能到达，满足条件又是什么？到达右侧极板的速度大小是多少？ 二、带电粒子的偏转 如图所示，质量为、带电量为的带电粒子（粒子重力不计），以初速度沿垂直于电场方向进入长为L、间距为、电压为的两平行金属板间，试分析该粒子在穿越电场时发生的运动情况： 1．运动性质：带电粒子以初速度v0垂直于电场线方向进入带电平行板产生的匀强电场中，电场力的方向与初速度的方向＿＿＿，所以粒子的运动类似平抛运动，是一种匀变速＿＿＿运动。 2．穿出电场的时间t： 3.加速度为: 4.速度: 粒子离开电场时的偏转角φ：