第10章 5 带电粒子在电场中的运动-【优化探究】2023-2024学年新教材高中物理必修第三册同步导学案配套PPT课件（人教版，多选）

5　带电粒子在电场中的运动 返回导航 下页 上页 /人教物理/ 必修 第三册 学习目标要求 核心素养要求 1.会从动力学和能量的角度分析带电粒子的加速运动。 2.能够运用类平抛运动的分析方法分析带电粒子的偏转问题。 3.了解示波管的构造和原理。 科学思维 (1)模型构建：建立类平抛运动模型。 (2)力学方法：运用动力学和功能关系分析带电粒子的运动。 返回导航 下页 上页 /人教物理/ 必修 第三册 必备知识 自主学习 关键能力 合作探究 课堂检测 巩固演练 课时作业 素养达标 返回导航 下页 上页 /人教物理/ 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。 2．分析带电粒子加速问题的两种思路 (1)利用牛顿第二定律结合匀变速直线运动公式来分析。 (2)利用静电力做功结合__________来分析。 动能定理 返回导航 下页 上页 /人教物理/ 必修 第三册 二 带电粒子在电场中的偏转 质量为m、带电荷量为q的基本粒子，以初速度v0平行于两极板进入匀强电场，极板长为l，板间距离为d，板间电压为U。 返回导航 下页 上页 /人教物理/ 必修 第三册 v0 匀速直线 为零 返回导航 下页 上页 /人教物理/ 必修 第三册 返回导航 下页 上页 /人教物理/ 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、带正电荷量为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 /人教物理/ 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 /人教物理/ 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：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 /人教物理/ 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 /人教物理/ 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 /人教物理/ 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 /人教物理/ 必修 第三册 　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； [答案]　(1)3.5×1016 m/s2　 返回导航 下页 上页 /人教物理/ 必修 第三册 (2)电子进入电场的最大距离； [答案]　(2)2.3×10-2 m 返回导航 下页 上页 /人教物理/ 必修 第三册 (3)电子进入电场最大距离的一半时的动能。 [答案]　(3)3.6×10-16 J 返回导航 下页 上页 /人教物理/ 必修 第三册 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对一切电场均适用，因此从能量的观点入手，由动能定理来求解。　 返回导航 下页 上页 /人教物理/ 必修 第三册 　1.质量和电荷量不同的带电粒子，在电场中由静止开始经相同电压加速后(　　) A．比荷大的粒子速度大，电荷量大的粒子动能大 B．比荷大的粒子动能大，电荷量大的粒子速度大 C．比荷大的粒子速度和动能都大 D．电荷量大的粒子速度和动能都大 A 返回导航 下页 上页 /人教物理/ 必修 第三册 返回导航 下页 上页 /人教物理/ 必修 第三册 2．如图所示，电子由静止开始从A板向B板