2.2 带电粒子在电场中的运动 导学案-2024-2025学年高二上学期物理粤教版（2019）必修第三册

高二（上）物理导学案7 带电粒子在电场中的运动（4课时） 班级 ；组别 ；姓名 【学习目标】 1． 会分析带电粒子在电场中的受力情况 2．会运用动力学观点解决带电粒子在电场中的运动问题 【学习重点】 带电粒子在电场中运动与力的关系 【学习难点】 带电粒子在电场中做类平抛运动与往复运动问题 第一部分预习案 请阅读课本39-41页，完成下列填空 1. 带正电的粒子在电场中所受电场力的方向与 相同 ，带负电的粒子在电场中所受电场力的方向与 相反。 2. 在只有电场力作用下，质量m,带电量q的粒子通过电压U的过程中，电场力做的功为 ，粒子动能的变化量为 若粒子的初动能为零，则末动能为 ，末速度为 。 3. 课本41页图2-2-4中，带电粒子做的是 运动（填直线、曲线、平抛运动、类似平抛运动），水平方向的运动按 运动计算；竖直方向的运动按 运动计算。 讨论：带电粒子在电场中可以做哪些运动（忽略重力的影响）？ 第二部分探究案 复习回顾 · 牛顿第二定律表达式: · 动能定理的表达式是什么? · 平抛运动的两个分运动分别是什么？ · 物体做直线运动的条件是？ 物体做曲线运动的条件是？ · 匀强电场中电场强度的表达式？ 探究活动一：带电粒子在电场中的加速 如图，在加上电压U并处于真空中相距d的平行金属板间有一正电荷q, 质量为m,只在电场力作用下由静止开始从正极板A向负极板B运动，电荷将做什么运动？到达B板的速度多大？ 【典例1】如图所示，在P板附近有一电子由静止开始向Q板运动。已知两极板间电势差为U，板间距为d，电子质量为m、带电荷量为e。则关于电子在两板间的运动情况，下列叙述正确的是(　　) A．若将板间距d增大一倍，则电子到达Q板的速率保持不变 B．若将板间距d增大一倍，则电子到达Q板的速率也增大一倍 C．若将两极板间电势差U增大一倍，则电子到达Q板的时间保持不变 D．若将两极板间电势差U增大一倍，则电子到达Q板的时间减为原来的一半 探究活动二：带电粒子在电场中的偏转 问题讨论：如图，一带电粒子以垂直匀强电场的场强方向以初速度v0射入电场，若不计粒子的重力，带电粒子将做什么运动？试求射出电场时沿垂直于板面方向偏移的距离y和速度偏转的角度θ正切值。 【典例2】如图所示是一个示波管工作的原理图，电子经过加速后以速度v0垂直进入偏转电场，离开电场时偏转量是h，两个平行板间距离为d，电势差为U，板长为l，每单位电压引起的偏转量(h/U)叫示波管的灵敏度，若要提高其灵敏度。可采用下列哪种办法(　　) A．增大两极板间的电压 B．尽可能使板长l做得短些 C．尽可能使板间距离d减小些 D．使电子入射速度v0大些 【典例3】如图所示为两组平行金属板，一组竖直放置，一组水平放置，今有一质量为m的电子(电荷量为e)静止在竖直放置的平行金属板的A点，经电压U0加速后通过B点进入两间距为d、电压为U的水平放置的平行金属板间，若电子从两块水平平行板的正中间射入，且最后电子刚好能从右侧的两块平行金属板穿出，A、B分别为两块竖直板的中点，不计电子重力，求： (1)电子通过B点时的速度大小； (2)右侧平行金属板的长度； (3)电子穿出右侧平行金属板时的动能。 探究活动三：示波器 1、作用：观察电信号随时间变化的情况 2、结构：主要由电子枪、偏转系统和光屏三部分组成。 3、基本原理：带电粒子在电场力的作用下加速和偏转。 7 / 7 学科网（北京）股份有限公司 $$