2017-2018学年高中物理（粤教版,选修3-1）同步课件+教师用书:第1章 第6节 示波器的奥秘 （2份打包）

学业分层测评 知识点一 知识点二 知识点三 第六节　示波器的奥秘 学 习 目 标 知 识 脉 络 1.掌握带电粒子在电场中的加速、偏转规律并分析其加速度、速度和位移等物理量的变化．(重点) 2．掌握带电粒子在电场中加速、偏转时的能量转化．(重点、难点) 3．了解示波器的工作原理，体会静电场知识对科学技术的影响. 远小于 忽略 动能定理 带 电 粒 子 的 加 速 eq \a\vs4\al([先填空]) 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)一般_______静电力，可以______． 2．带电粒子加速问题的处理方法：利用_________分析． 初速度为零的带电粒子，经过电势差为U的电场加速后，qU＝_______，则 v＝_______. eq \f(1,2)mv2 eq \r(\f(2qU,m)) × √ × eq \a\vs4\al([再判断]) 1．带电粒子在电场中只能做加速运动．( ) 2．处理带电粒子加速问题时，也可利用牛顿定律．( ) 3．带电粒子在电场中加速时，不满足能量守恒．( ) eq \a\vs4\al([后思考]) 动能定理是分析带电粒子在电场中加速常用的方法，试想该方法适用于非匀强电场吗？ 【提示】　适用，由于W＝qU既用于匀强电场又适用于非匀强电场，故qU＝eq \f(1,2)mv2－eq \f(1,2)mveq \o\al(2,0)适用于任何电场． eq \a\vs4\al([合作探讨]) 如图1­6­1所示，两平行金属板间电压为U.板间距离为d.一 质量为m，带电量为q的正离子在左板附近由静止释放． 探讨1：正离子在两板间做什么规律的运动？加速度多大？ 图1­6­1 【提示】　正离子在两板间做初速度为零的匀加速直线运动．加速度a＝eq \f(qU,dm). 探讨2：正离子到达负极板时的速度多大？ 【提示】　由qU＝eq \f(1,2)mv2可得v＝eq \r(\f(2qU,m)). eq \a\vs4\al([核心点击]) 1．带电粒子的加速 当带电粒子进入电场中时，在电场力的作用下做加速运动，电场力对带电粒子做正功，带电粒子的动能增加．示波器、电视机显像管中的电子枪就是利用电场对带电粒子进行加速的． 2．处理方法 (1)力和运动关系法——牛顿第二定律 根据带电粒子受到的电场力，用牛顿第二定律求出加速度，结合运动学公式确定带电粒子的速度、时间和位移等．这种方法通常适用于受恒力作用下做匀变速运动的情况． (2)功能关系法——动能定理 由粒子动能的变化量等于电场力做的功知： eq \f(1,2)mv2－eq \f(1,2)mveq \o\al(2,0)＝qU，v＝eq \r(v\o\al(2,0)＋\f(2qU,m))； 若粒子的初速度为零，则v＝eq \r(\f(2qU,m)). 这种方法既适用于匀强电场，也适用于非匀强电场． 1．下列粒子从初速度为零的状态经过电压为U的电场加速后，粒子速度最大的是(　　) A．质子　 B．氘核 C．氦核 D．钠离子 【解析】　由qU＝eq \f(1,2)mv2，v＝ eq \r(\f(2qU,m))，所以比荷eq \f(q,m)大的速度大，A正确． 【答案】　A 2．(多选)如图1­6­2所示，电量和质量都相同的两带正电粒 子以不同的初速度通过A、B两板间的加速电场后飞出，不计重 力的作用，则(　　) 【导学号：62032010】 A．初速度大的粒子通过加速电场所需的时间短 B．初速度小的粒子通过加速电场过程中动能的增量大 C．两者通过加速电场过程中速度的增量一定相等 D．两者通过加速电场过程中电势能的减少量一定相等 图1­6­2 【解析】　在电场中，两粒子的加速度相同，由d＝v0t＋eq \f(1,2)at2知，速度大的用的时间短，A对，由动能定理，ΔEk＝W＝qU相同，B错，由Δv＝at知初速度小的时间长，Δv大C错，电势能的减小量等于电场力的功，－ΔEp＝W＝qU，相同，D对． 【答案】　AD 3.反射式速调管是常用的微波器件之一，它利用电子团在 电场中的振荡来产生微波，其振荡原理与下述过程类似．如图 1­6­3所示，在虚线MN两侧分别存在着方向相反的两个匀强电 场，一带电微粒从A点由静止开始，在电场力作用下沿直线在 A、B两点间往返运动．已知电场强度的大小分别是E1＝2.0× 103 N/C和E2＝4.0×103 N/C，方向如图所示，带电微粒质量m ＝1.0×10－20 kg，带电量q＝－1.0×10－9 C，A点距虚线MN的距离d1＝1.0 cm，不计带电微粒的重力，忽略相对论效应．求： (1)B