第2章 第2节 带电粒子在电场中的运动（课件）-【优化探究】2022-2023学年新教材高中物理必修第三册同步导学案（粤教版2019）

第二节　带电粒子在电场中的运动 返回导航 下页 上页 粤教物理必修第三册 学习目标 素养提炼 1.会从力和运动、能量两个角度分析计算带电粒子在电场中的加速问题。 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。 3．了解示波管的构造和基本原理。 科学思维：带电粒子在电场中加速和偏转的规律，运动合成与分解思想。 科学探究：示波管的构造和基本原理。 科学态度与责任：在现代科学实验和技术设备中的应用。 返回导航 下页 上页 粤教物理必修第三册 必备知识 自主学习 关键能力 合作探究 课时作业 巩固演练 返回导航 下页 上页 粤教物理必修第三册 一 带电粒子在电场中的加速 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)远小于静电力，可以忽略。 返回导航 下页 上页 粤教物理必修第三册 2．带电粒子的加速 分析带电粒子加速的问题，常常有两种思路：一种是利用________________结合匀变速直线运动公式来分析；另一种是利用电场力做功结合_________来分析。 当解决的问题属于匀强电场且涉及运动时间等描述运动过程的物理量时，适合运用前一种思路分析；当问题只涉及位移、速率等动能定理公式中的物理量或非匀强电场情景时，适合运用后一种思路分析。 牛顿第二定律 动能定理 返回导航 下页 上页 粤教物理必修第三册 3．加速器 利用__________的电场来加速带电粒子，由于实际电压有限，科学家制成了____________，让带电粒子通过多级电场加速。 高电压 直线加速器 返回导航 下页 上页 粤教物理必修第三册 [判断正误] (1)质量很小的粒子不受万有引力的作用。(　　) (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)静电力做正功时，粒子动能一定增加。(　　) × × × 返回导航 下页 上页 粤教物理必修第三册 v0 　匀速直线 为零 返回导航 下页 上页 粤教物理必修第三册 返回导航 下页 上页 粤教物理必修第三册 三 示波器 1．构造 示波管是示波器的核心部件，主要由________、________和________组成，如图所示。 电子枪 偏转系统　 荧光屏 返回导航 下页 上页 粤教物理必修第三册 2．原理 (1)基本原理：是带电粒子在电场力作用下________和________。 (2)示波器的灯丝通电后给阴极加热，使阴极发射________，电子经阳极和阴极间的电场加速聚焦后形成一很细的________，电子射出打在管底的________上，形成一个小亮斑。亮斑在荧光屏上的位置可以通过调节________偏转板与________偏转板上的电压大小来控制。 加速 偏转 电子　 电子束　 荧光屏 Y X 返回导航 下页 上页 粤教物理必修第三册 [思考] (1)带电粒子在电场中做类平抛的条件是什么？ 提示：(1)条件有两个：偏转电场为匀强电场；带电粒子必须以初速度v0垂直于电场线方向进入电场。 (2)如图所示，带电粒子(不计重力)从两板中间垂直电场线方向进入电场，在电场中的运动时间与什么因素有关？ 提示：(2)若能离开电场，则与板的长度l和初速度v0有关；若打在极板上，则与电场强度E和板间距离有关。 返回导航 下页 上页 粤教物理必修第三册 　带电粒子在电场中的加速运动 　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，在静电力的作用下由静止开始从正极板附近向负极板运动。 返回导航 下页 上页 粤教物理必修第三册 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。 返回导航 下页 上页 粤教物理必修第三册 (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，上面的结果是否仍然适用？为什么？ 提示：(2)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。 返回导航 下页 上页 粤教物理必修第三册 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静电力相比要小得多，除非有特别的说明或明确的标示，一般都不考虑重力(但并不能忽略质量)。 返回导航 下页 上页 粤教物理必修第三册 (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标示，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。 返回导航 下页 上页 粤教物理必修第三册 2．解决带电粒子在电场中加速时的基本思路 返回导航 下页 上页 粤教物理必修第三册