1.9 带电粒子在电场中的运动（课件）-【优化探究】2021-2022学年新教材高中物理必修第三册同步导学案（教科版）

9　带电粒子在电场中的运动 教科物理必修第三册 返回导航 下页 上页 新课程标准 学业质量目标 1.能分析带电粒子在电场中的运动情况。 2.能解释相关的物理现象。 合格性考试 1.会从力和能量角度分析、计算带电粒子在电场中的加速问题。(物理观念) 2.能够用类平抛运动分析方法研究带电粒子在电场中的偏转问题。(科学思维) 选择性考试 能综合运用力学和电学的知识分析、解决带电粒子在电场中的两种典型运动模型。(科学思维) 教科物理必修第三册 返回导航 下页 上页 必备知识 自主学习 关键能力 合作探究 课堂检测 素养达标 课时作业 巩固演练 教科物理必修第三册 返回导航 下页 上页 一、带电粒子的加速 1．基本粒子的受力特点：对于 、 和各种粒子等微观粒子，由于电场力远大于重力，故在研究它们在电场中的运动时，重力可以忽略。 电子 质子 教科物理必修第三册 返回导航 下页 上页 (2)在匀强电场中也可利用 结合运动学公式分析。 牛顿运动定律 教科物理必修第三册 返回导航 下页 上页 二、带电粒子在匀强电场中的偏转 1.受力特点：带电粒子垂直于电场线方向进入匀强电场后，忽略重力，在电场力作用下产生的加速度与初速度方向 ，粒子做 运动。 垂直 曲线 v0 匀速直线 零 教科物理必修第三册 返回导航 下页 上页 教科物理必修第三册 返回导航 下页 上页 5．示波管原理： 释放电子经电场加速进入两对垂直放置的偏转电极，在偏转电极的控制下沿竖直方向和水平方向偏转，从而电子束有可能打到荧光屏的各个位置，把信号显示在荧光屏上。 阴极 教科物理必修第三册 返回导航 下页 上页 知识点一　带电粒子在电场中的加速运动 [情景探究]　如图所示，在真空中有一对平行金属板，由于接到电池组上而带电，两板间的电势差为U。若一个质量为m，带正电荷q的粒子，在电场力的作用下由静止开始从正极板附近向负极板运动。 教科物理必修第三册 返回导航 下页 上页 请思考以下几个问题： (1)怎样计算它到达负极板时的速度？你有几种方法。 提示：方法1：由动力学知识计算 教科物理必修第三册 返回导航 下页 上页 (2)上述问题中，两块金属板是平行的，两板间的电场是匀强电场，如果两金属板是其他形状，中间的电场不再均匀，上面的方法是否仍然适用？为什么？ 提示：方法1：不再适用，因带电粒子的运动不是匀变速直线运动。 方法2：仍适用，动能定理对任意电场都适用。 教科物理必修第三册 返回导航 下页 上页 1．电场中的带电粒子的分类 (1)带电的基本粒子 如电子、质子、α粒子、正离子、负离子等，这些粒子所受重力和电场力相比要小得多，除非有特别的说明或明确的表示，一般都不考虑重力(但并不能忽略质量)。 (2)带电微粒 如带电小球、液滴、尘埃等，除非有特别的说明或明确的表示，一般都要考虑重力。某些带电体是否考虑重力，要根据题目说明或运动状态来判定。 教科物理必修第三册 返回导航 下页 上页 2．解决带电粒子在电场中加速时的基本思路 教科物理必修第三册 返回导航 下页 上页 [典例1]　一个电子(质量为9.1×10－31 kg，电荷量为1.6×10－19 C)以v0＝4.0×107 m/s的初速度沿着匀强电场的电场线方向飞入匀强电场，已知电场强度大小E＝2.0×105 N/C，不计重力，求： (1)电子在电场中运动的加速度大小； (2)电子进入电场的最大距离； (3)电子进入电场最大距离的一半时的动能。 教科物理必修第三册 返回导航 下页 上页 教科物理必修第三册 返回导航 下页 上页 [答案]　(1)3.5×1016 m/s2　(2)2.3×10－2 m (3)3.6×10－16 J 教科物理必修第三册 返回导航 下页 上页 [名师点评] 分析带电粒子加速运动问题的两点技巧 (1)对于匀强电场虽然用动力学观点和功能观点均可求解，但运用功能观点列式更简单，故应优先选用功能观点。 (2)若电场为非匀强电场，带电粒子做变加速直线运动，不能通过牛顿运动定律途径求解。注意W＝qU对一切电场适用，因此从能量的观点入手，由动能定理来求解。 教科物理必修第三册 返回导航 下页 上页 1.如图所示，电子由静止开始从A板向B板运动，到达B板时的速度为v，保持两板间的电压不变，则(　　) A．当增大两板间的距离时，速度v增大 B．当减小两板间的距离时，速度v减小 C．当减小两板间的距离时，速度v不变 D．当减小两板间的距离时，电子在两板间运动的时间变长 针对训练 教科物理必修第三册 返回导航 下页 上页 答案：C 教科物理必修第三册 返回导航