7/71.9《帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》學(xué)案（第1課時(shí)）【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、由生活問題轉(zhuǎn)化為理想科學(xué)實(shí)驗(yàn)，并分析、解決問題的能力2、分析帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，并能解決平衡、勻變速和偏轉(zhuǎn)方向的問題【過程與方法】將生活或科學(xué)問題，轉(zhuǎn)化為理想實(shí)驗(yàn)，并進(jìn)行簡(jiǎn)化為對(duì)習(xí)題分析、解決。從而增進(jìn)人類對(duì)客觀世界的認(rèn)識(shí)?！厩楦袘B(tài)度價(jià)值觀】滲透物理學(xué)方法：理想化模型建立與理解。科學(xué)探究與分析問題的意志品質(zhì)。感受、了解科學(xué)技術(shù)對(duì)生活的影響與改變?！局攸c(diǎn)難點(diǎn)】運(yùn)用電學(xué)知識(shí)和力學(xué)知識(shí)綜合處理帶電粒子平衡、勻變速直線、偏轉(zhuǎn)問題?！局R(shí)鏈接】1、牛頓第二定律的表達(dá)式是2、動(dòng)能定理的表達(dá)式是3、請(qǐng)同學(xué)們右框中畫出：質(zhì)點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖、坐標(biāo)系、在軌跡圖中標(biāo)出質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過時(shí)間t時(shí)，速度VX、Vy、V合位移Sx、Sy、S合的圖示4、（1）平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)：速度沿方向，受力作用，受力方向與速度方向，運(yùn)動(dòng)軌跡為拋物線。（2）處理平拋運(yùn)動(dòng)的方法：一般分解為：水平方向的，豎直方向的（3）平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律：經(jīng)過時(shí)間t，速度關(guān)系：VX=Vy=V合=速度偏轉(zhuǎn)角正切值tanθ=位移關(guān)系：Sx=Sy=S合=位移偏轉(zhuǎn)角正切值tanα=【學(xué)習(xí)過程】一、帶電粒子的受力特點(diǎn)1、對(duì)于基本粒子，如電子、質(zhì)子、α粒子、正負(fù)離子等，受到的萬有引力（重力）遠(yuǎn)小于靜電力。除有說明或明確的暗示以外，在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)均不考慮重力（但并不忽略質(zhì)量）。2、對(duì)于宏觀帶電體，如液滴、小球、塵埃等，除有說明或明確的暗示以外，必須考慮重力。二、帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1、帶電粒子處于平衡狀態(tài)。例1、如圖所示，平行板電容器與電壓為E的直流電源（內(nèi)阻不計(jì)）連接，下極板接地，板間距為d。一帶電油滴，質(zhì)量為m，位于容器中的P點(diǎn)且恰好處于平衡狀態(tài)。求油滴所帶電量及電性。拓展：若觀察到初速為零的油滴加速下降，則能否調(diào)整下列各項(xiàng)：電源電壓U,電容器極板間距d，油滴質(zhì)量m，油滴電量q，使油滴由加速變?yōu)閯蛩?？若能，?yīng)如何調(diào)整？2、帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的加速例2圖為兩個(gè)帶小孔的平行金屬板，板間電壓為U，一帶電粒子質(zhì)量為m、電荷量為－q，從左孔以初速度V0進(jìn)入板間電場(chǎng)，最終從右孔射出。不計(jì)粒子重力。求：粒子從右孔射出時(shí)的速度V？U－+U－+（2）由功能關(guān)系求解。（動(dòng)能定理）（3）比較兩種解法有什么不同？思考與討論：上述問題中，兩塊金屬板是平行的，兩板間的電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)。如果兩極板是其他形狀，中間的電場(chǎng)不再均勻，上面的結(jié)果是否仍然適用？為什么？例3、熾熱的金屬絲可以發(fā)射電子。如圖所示，在熾熱金屬絲和金屬板之間加以電壓U=2500V，從熾熱金屬絲發(fā)射出的電子在真空中被加速后，從金屬板的小孔穿出．電子穿出后的速度有多大？（設(shè)電子剛從金屬絲射出時(shí)的速度為零．電子的質(zhì)量m=0.9×10

-30Kg，電子的電荷量e=1.6×10

-19C3、帶電粒子的偏轉(zhuǎn)如果帶電粒子垂直電場(chǎng)方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)，受力有什么特點(diǎn)？會(huì)做什么運(yùn)動(dòng)呢？（不計(jì)重力）v0θyy′L2L1例4如圖，平行板間電壓為U，板間距離為d，板長(zhǎng)為L(zhǎng)1。一帶電粒子質(zhì)量為m，電荷量為qv0θyy′L2L1（1）粒子在到達(dá)光屏前做什么運(yùn)動(dòng)？（2）粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。（3）圖中的偏轉(zhuǎn)距離y。（4）速度的偏轉(zhuǎn)角θ的正切值。（5）光屏上對(duì)應(yīng)偏距y′思考并證明：離開電場(chǎng)中時(shí)，粒子速度反向交與極板中線的中點(diǎn)。三、課堂小結(jié)并學(xué)習(xí)書P38《科學(xué)漫步》范德格拉夫靜電加速器四、作業(yè)【基礎(chǔ)訓(xùn)練】1．一帶電粒子在電場(chǎng)中只受電場(chǎng)力作用時(shí)，它可能出現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是()A．勻速直線運(yùn)動(dòng)B．勻加速直線運(yùn)動(dòng)C．勻變速曲線運(yùn)動(dòng) D．勻速圓周運(yùn)動(dòng)2．下列帶電粒子經(jīng)過電壓為U的電壓加速后，若初速度均為0，則獲得速度最大的粒子是()A．質(zhì)子B．氚核C．氦核D．鈉離子Na＋3．如圖，在場(chǎng)強(qiáng)為E，方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，A、B為一豎直線上的兩點(diǎn)，相距為L(zhǎng)，外力F將質(zhì)量為m，帶電量為－q的微粒，從A點(diǎn)勻速移到B點(diǎn)，重力不能忽略，則下面說法中正確的是()A．外力的方向水平B．外力的方向豎直向上C．外力的大小等于qE＋mgD．外力的大小等于eq\r((qE)2＋(mg)2)4．如圖所示，一電荷量為＋q，質(zhì)量為m的帶電粒子以初速度為v0，方向與極板平行射入一對(duì)平行金屬板之間．已知兩極板的長(zhǎng)度l，相距為d，極板間的電壓為U，試回答下列問題．(粒子只受電場(chǎng)力作用且上極板帶正電)(1)粒子在電場(chǎng)中所受的電場(chǎng)力的大小為________，方向__________，加速度大小為__________，方向________．(2)粒子在x方向上做________運(yùn)動(dòng)，在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為________．(3)粒子在y方向上做________運(yùn)動(dòng)，離開電場(chǎng)時(shí)，在y方向上偏離的距離為________．當(dāng)其他條件不變，d增大時(shí)偏離距離將________．(4)粒子離開電場(chǎng)時(shí)，在y方向上的分速度為________，如果偏轉(zhuǎn)的角度為θ，那么tanθ＝________.當(dāng)其他條件不變，U增大時(shí)θ角將________【提高訓(xùn)練】5、某種金屬板M受到某種紫外線照射時(shí)會(huì)不停地發(fā)射電子，射出的電子具有不同的方向，其速度大小也不相同．在M旁放置一個(gè)金屬網(wǎng)N．如果用導(dǎo)線將MN連起來，M射出的電子落到N上便會(huì)沿導(dǎo)線返回M，從而形成電流．現(xiàn)在不把M、N直接相連，而按圖那樣在M、N之間加一個(gè)電壓U，發(fā)現(xiàn)當(dāng)U>12．5V時(shí)電流表中就沒有電流．問：被這種紫外線照射出的電子，最大速度是多少？圖1圖1—8－56．如圖1—8－5所示，離子發(fā)生器發(fā)射出一束質(zhì)量為m，電荷量為q的離子，從靜止經(jīng)加速電壓U1加速后，獲得速度，并沿垂直于電場(chǎng)線方向射入兩平行板中央，受偏轉(zhuǎn)電壓U2作用后，以速度離開電場(chǎng)，已知平行板長(zhǎng)為，兩板間距離為d，求：①粒子做什么運(yùn)動(dòng)？并求的大??；②離子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間；③離子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中受到的電場(chǎng)力的大小F；④離子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中的加速度；⑤離子在離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的橫向速度；⑥離子在離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速度的大??；⑦離子在離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的橫向偏移量y；⑧離子離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角θ的正切值tgθ1.9《帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》(第2課時(shí))時(shí)間：2016-05-20【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、分析帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，并能解決加速和偏轉(zhuǎn)方向的問題．2、知道示波管的構(gòu)造和基本原理?！具^程與方法】示波管電子落點(diǎn)圖像演示，電子運(yùn)動(dòng)分析，生活中示波管應(yīng)用【情感態(tài)度價(jià)值觀】滲透物理學(xué)方法：理想化模型建立與理解?？茖W(xué)探究與分析問題的意志品質(zhì)?？茖W(xué)技術(shù)對(duì)生活的影響與改變?！局攸c(diǎn)難點(diǎn)】運(yùn)用電學(xué)知識(shí)和力學(xué)知識(shí)綜合處理偏轉(zhuǎn)問題演示示波器正弦式信號(hào)圖像一、示波管及其工作原理(1)構(gòu)造及功能如圖l—8—2所示①電子槍：發(fā)射并加速電子．②偏轉(zhuǎn)電極YY，：使電子束豎直偏轉(zhuǎn)(加信號(hào)電壓)偏轉(zhuǎn)電極XX，：使電子束水平偏轉(zhuǎn)(加掃描電壓)．③熒光屏．(2)工作原理(如圖1—8—2所示)偏轉(zhuǎn)電極XX，和YY，不加電壓，電子打到屏幕中心；若電壓只加XX，，只有X方向偏；若電壓只加YY，，只有y方向偏；若XX，加掃描電壓，YY，加信號(hào)電壓，屏上會(huì)出現(xiàn)隨信號(hào)而變化的圖象．二、請(qǐng)同學(xué)們思考：在XX’、YY’加如下電壓時(shí)，電子的運(yùn)動(dòng)，并畫出熒光屏亮點(diǎn)圖。（加電壓后，電子都能從偏轉(zhuǎn)電極飛出運(yùn)動(dòng)到熒光屏）1、XX’、YY’單獨(dú)加恒定電壓2、XX’、YY’同時(shí)加恒定電壓由于加速后的電子速度數(shù)量級(jí)106m/s，偏轉(zhuǎn)電極板長(zhǎng)度幾厘米，則電子通過偏轉(zhuǎn)電極的時(shí)間數(shù)量級(jí)是多少？3、XX’、YY’單獨(dú)加掃描電壓4、YY’加正弦式電壓5、YY’加正弦式電壓，XX’加恒定電壓6、XX’加掃描電壓，同時(shí)YY’加正弦式電壓示波器演示分析結(jié)果。小結(jié)：屏幕出現(xiàn)完整周期個(gè)正弦波圖的條件：三、示波器應(yīng)用：CRT電視顯像管四、課堂小結(jié)五、作業(yè)圖1圖1—8—16A．都具有相同的質(zhì)量B．都具有相同的電荷量C．電荷量與質(zhì)量之比都相同D．都是同位素2．如圖1—8—16所示，一個(gè)帶負(fù)電的油滴以初速v0從P點(diǎn)傾斜向上進(jìn)入水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，若油滴達(dá)最高點(diǎn)時(shí)速度大小仍為v0，則油滴最高點(diǎn)的位置()A、P點(diǎn)的左上方B、P點(diǎn)的右上方C、P點(diǎn)的正上方D、上述情況都可能3.如圖所示為一示波管內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖，A、B為水平放置的電極，C、D為豎直放置的電極，為使陰極發(fā)射出的電子能打在熒光屏上的區(qū)域“Ⅱ”，則A、B間加的電壓UAB和C、D間加的電壓UCD應(yīng)該是()

A.UAB＞0，UCD＞0B.UAB＞0，UCD＜0C.UAB＜0，UCD＞0D.UAB＜0，UCD4.氘核(電荷量為+e，質(zhì)量為2m)和氚核(電荷量為+e、質(zhì)量為3m)經(jīng)相同電壓加速后，垂直偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)方向進(jìn)入同一勻強(qiáng)電場(chǎng)．飛出電場(chǎng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)方向的偏轉(zhuǎn)角的正切值之比為（不計(jì)原子核所受的重力）()A．1：2B．2：1C．1：1D．1：4圖1－8－175．如圖1－8－17所示，從靜止出發(fā)的電子經(jīng)加速電場(chǎng)加速后，進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)．若加速電壓為U1、偏轉(zhuǎn)電壓為U2，要使電子在電場(chǎng)中的偏移距離y增大為原來的2倍(在保證電子不會(huì)打到極板上的前提下)，可選用的方法有()圖1－8－17A．使U1減小為原來的1/2B．使U2增大為原來的2倍C．使偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)極板長(zhǎng)度增大為原來的2倍D．使偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)極板的間距減小為原來的1/26．一個(gè)初動(dòng)能為Ek的電子，垂直電場(chǎng)線飛入平行板電容器中，飛出電容器的動(dòng)能為2Ek，如果此電子的初速度增至原來的2倍，則它飛出電容器的動(dòng)能變?yōu)?)A．4EkB．8EkC．4.5EkD．4.25Ek7.電子所帶電荷量最早是由美國(guó)科學(xué)家密立根通過油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)出的．油滴實(shí)驗(yàn)的原理如圖1－8－19所示，兩塊水平放置的平行金屬板與電源連接，上、下板分別帶正、負(fù)電荷．油滴從噴霧器噴出后，由于摩擦而帶電，油滴進(jìn)入上板中央小孔后落到勻強(qiáng)電場(chǎng)中，通過顯微鏡可以觀察到油滴的運(yùn)動(dòng)情況．兩金屬板間的距離為d，忽略空氣對(duì)油滴的浮力和阻力．(1)調(diào)節(jié)兩金屬板間的電勢(shì)u，當(dāng)u=U0時(shí)，使得某個(gè)質(zhì)量為m1的油滴恰好做勻速運(yùn)動(dòng)．該油滴所帶電荷量q為多少?圖1－8－19(2)若油滴進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的速度可以忽略，當(dāng)兩金屬板間的電勢(shì)差u=U時(shí)，觀察到某個(gè)質(zhì)量為m2的油滴進(jìn)入電場(chǎng)后做勻加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間t運(yùn)動(dòng)到下極板，求此油滴所帶電荷量Q.圖1－8－19【提高訓(xùn)練】圖1－8－188．如圖1－8－18所示是某示波管的示意圖，如果在水平放置的偏轉(zhuǎn)電極上加一個(gè)電壓，則電子束將被偏轉(zhuǎn)．每單位電壓引起的偏轉(zhuǎn)距離叫示波管的靈