资源简介

课
时
教
案
第
10
单元
第
9
案
总第
14
案
课题：
§10.
5.2
带电粒子在电场中的运动—偏转
【教学目标与核心素养】
1．知道各种基本粒子的符号、质量、电荷等
2．会分析带电粒子的偏转问题
3．通过带电粒子运动规律的分析，培养学生的推理能力及热爱科学的精神
【教学重点】
1．带电粒子在电场中的加速、偏转问题
2．动能定理和类平抛运动的分析
【教学难点】
1．平抛规律的应用
【教学过程】
复习引入：
1．带电粒子在电场中的加速、减速运动规律
2．平抛运动：
水平方向：x：
竖直方向：y：
3．动能定理：
【新课教学】
一、带电粒子在匀强电场中的偏转（垂直于电场线方向射入）
带电粒子的初速度方向跟电场方向垂直时，静电力方
向跟速度方向不在同一直线上，带电粒子的运动轨迹将发
生偏转。
在匀强电场中，带电粒子的运动轨迹是一条抛物线，
类似平抛运动的轨迹。
已知：带电粒子电性为负，电量大小为q，质量为m，重力不计，初速度v0垂直于电场方向从中央射入两平行金属板间，板间距离为d，电势差为U，板长为l。
⑴运动性质如何？
⑵粒子在电场中运动的时间t
⑶粒子运动的加速度a
⑷粒子在射出电场时沿垂直于板方向偏移的距离y
⑸粒子在离开电场时竖直方向的分速度vy
⑹粒子在离开电场时的速度大小
⑺粒子在离开电场时的速度偏转角度θ
⑻求粒子离开电场时位移的大小
⑼求粒子离开电场时位移偏向角α
⑽速度偏转角和位移偏向角有什么关系
⑾粒子离开电场后做什么运动？
⑿在偏转电场中，电场力做的功
例1．带电粒子以初速度v0垂直电场方向进入平行金属板形成的匀强电场中（只受静电力作用），它离开时偏离方向y，偏角为α，下列说法正确的是（
ABD）
A.粒子在电场中做类平抛运动
B.粒子飞过电场的时间，决定于板长和和粒子进入电场时的初速度
C.偏转角α与粒子的电荷量和质量无关
D.离子对偏移距离y，可用加在两极板上的电压控制
2．让质子和氘核的混合物沿着与电场垂直的方向进入匀强电场，要使它们最后偏转角相同，这些粒子进入电场时必须具有相同的（
B
）
A.初速度
B.初动能
C.mv
D.质量
3．带电粒子垂直进入匀强电场中发生偏转时(除电场力外不计其他力的作用)(
B
)
A.电势能增加，动能增加
B.电势能减小，动能增加
C.动能和电势能都不变
D.上述结论都不正确
4．氢的三种同位素氕、氘、氚的原子核分别为、、它们以相同的初动能垂直进人同一匀强电场，离开电场时，末动能最大的是(
D
)
A.氕核
B.氘核
C.氚核
D.一样大
5．三个α粒子同时由同一点垂直电场方向进入偏转电场，其轨迹如图所示，其中b恰好飞出电场.由此可以肯定(
ACD
)
A.在b飞离电场的同时，а刚好打在负极板上
B.b和c同时飞离电场
C.进入电场时，c的速度最大,a的速度最小
D.动能的增量，c的最小，a和b的一样大
6．如图所示，有三个质量相等，分别带正电、负电和不带电的小球，从带电平行金属板的P点以相同速率沿垂直于电场方向射人电场，落在A、B、C三点上，则(
AC
)
A．A带正电，B不带电，C带负电
B．三个带电小球在电场中运动时间相等
C．三个小球在电场中加速度大小关系是aC>aB>aA
D．三个小球到达正极板时动能关系是EkA>EkB>EkC
7．如图所示，初速为零的电子经电压U1加速后，垂直进入偏转电场偏转，离开偏转电场时侧向位移是y.偏转板间距离为d，偏转电压为U2，板长为l.为了提高偏转灵敏度(每单位偏转电压引起的侧向位移)，可采用下面哪些办法(
C
)
A.增大偏转电压U2
B.减小板长l
C.减小板间距离d
D.增大加速电压U1
8．上题中，要使侧向位移y增为原来的2倍，可采用下列哪些办法(AD
)
A.只使加速电压变为U1
B.只使偏转电压变为U2
C.只使偏转极板长l变为2l
D.只使偏转极板间距离减为d
9．一束带电粒子（不计重力），垂直于电场线方向进入偏转电场，试讨论在下列情况下，粒子还应具备什么条件，才能得到相同的偏移的距离y和速度偏转角度θ.（偏转电场的U、d、l不变）
⑴进入偏转电场的速度相同
⑵进入偏转电场的动能相同
⑶先由同一电场U1加速后，再垂直进入偏转电场U2
二、粒子射出电场后的运动
10．水平放置的两块平行金属板长l，两板间距为d，两板间电压为U，且上板为正，一个电子沿水平方向以速度v0从两板中间射入，已知电子质量m，电荷量e，求：
⑴电子偏离金属板的侧位移是多少？
⑵电子飞出电场时的速度大小是多少？
⑶电子离开电场后打在屏上P点，屏与金属板右端相距s，求O′P长度y′
三、应用—示波管的原理
1.示波器：用来观察电信号随时间变化的电子仪器。其核心部分是示波管
2.示波管的构造：由电子枪、偏转电极和荧光屏组成（如图）。
3.原理：利用了电子的惯性小、荧光物质的荧光特性和人的视觉暂留等，灵敏、直观地显示出电信号随间变化的图线。
阅读课本P47拓展学习，了解示波管的工作原理。
11．示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，如图所示。如果在荧光屏上P点出现亮斑，那么示波管中的（
AC
）
A.极板X应带正电
B.极板X′应带正电
C.极板Y应带正电
D.极板Y′应带正电
12．一台正常工作的示波器，突然发现荧光屏上的画面高度缩小了。分析其故障原因，可能是（
AD）
A.加速电压偏大
B.加速电压偏小
C.偏转电压偏大
D.偏转电压偏小
小结：
作业：课
时
教
案
第
10
单元
第
8
案
总第
13
案
课题：
§10.
5.1
带电粒子在电场中的运动—加速
【教学目标与核心素养】
1．知道各种基本粒子的符号、质量、电荷等
2．会分析带电粒子的加速、减速问题
3．通过带电粒子运动的分析，培养学生的推理能力及热爱科学的精神
【教学重点】
1．带电粒子在电场中的加速、减速问题
2．
【教学难点】
1．带电粒子在交变电场中的运动分析
【教学过程】
复习引入：
1．牛顿第二定律：
2．
动能定理：
带电粒子的重力是否考虑问题：
⑴质子（H）、电子（e）、α粒子（He）、氕（H）、氘（H）、氚（H）等，一般不计重力。
⑵带电微粒、带电油滴、带电小球一般情况下要考虑重力，特殊说明或暗示的除外。
说明：基本粒子不计重力，但不是不计质量。
一、新课教学
1.带电粒子在电场中的平衡问题
思考：带电粒子在电场中处于静止状态，该粒子带正电还是负电?
若带电粒子有初速度，且在电场中所受合力为零，粒子怎样运动？
2.带电粒子在电场中的加速
⑴真空中的平行金属板两板间的电势差为U，一质量为m、电荷量为q的正带电粒子（重力不计），在静电力的作用下由静止开始从A板向B板运动，求粒子到达另一极板B的速度大小。
思考：若板间距离减小（增大），粒子到达离一极板的速度如何变化？
思考：如果板间电压不变，电场是非匀强电场，粒子到达另一极板的速度是多少？
例1．原来都静止的质子（氢原子核H）和α粒子（氦原子核He），经过同一电场加速后，它们的速度大小之比为（
D
）
A.1∶1
B.1∶2
C.1∶4
D.∶1
2．如图所示，M、N是置于真空中的两块平行金属板，一重力可忽略的带电粒子以速度v由M板的小孔P进入两板间的匀强电场，当M、N间的电压为U时，粒子刚好能到达N板。如果要使粒子能够到达M、N两板间的中点处后又由原路返回，则下述方法中可行的是:（
B
）
A.使粒子的初速减为v/2　　　
B.使M、N两板间的电压变为2U
C.使M、N两板间的电压变为4U
D.使粒子的初速度和M、N两极间的电压均增为原来的2倍
结论：
⑴适用于匀强、非匀强电场
⑵带电粒子到达另一极板时增加的动能，由两板间的电压和电量决定，与板间的距离无关
例.如图所示,水平放置的A、B两平行金属板相距h，上板A带正电，现有质量为m、带电量为+q的小球在B板下方距离为H处，以初速度v0竖直向上从B板小孔进入板间电场，欲使小球刚好打到A板，⑴求A、B间电势差U
⑵.若该粒子初速度不为零，沿电场线方向射入电场，带电粒子将做什么运动？
若电荷所带的电量为q，初速度为v0，电势差为U，求出电荷到达另一极板的速度大小。
若打入负电荷，粒子做什么运动？（运动形式预测）
小结：
作业：

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