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1、江苏省海安县实验中学高二物理带电粒子在电场中的直线运动学案 人教版选修3-2带电粒子在电场中的运动是电学中的重要应用内容，该知识点也是历年高考命题热点之一，它是各种电子仪器（设备）的理论基础，综合了电场和力学知识，对学生灵活运用知识能力要求很高。教学目标1知识目标：使学生理解并掌握带电粒子在电场中运动的特点和规律，能将力学中的研究方法，灵活地迁移到电场中，正确分析和解答带电粒子在电场中的综合问题2能力目标：培养学生综合应用物理知识对具体问题进行具体分析的能力3情感目标：培养学生科学研究的意志品质。教学方法：问题讨论教学方法教学过程一、复习引入：二、新授例题1：右图所示，两平行金属板间加一电压U
2、，板间距离d,有一带正电荷q、质量为m的带电粒子在电场力的作用下,以初速v=0开始从正极板向负极板运动。不计重力，则（1）带电粒子在电场中作什么运动？（2）粒子穿出负极板时的时间、速度？例题2.如图所示,A,B为平行金属板,两板相距为d,分别与电源两极相连,两板的中央各有小孔M 、N,今有一质量为m,电荷量为-q的质点,自A板上方相距为d的p点由静止自由下落（p、M、N三点在同一竖直线上）,空气阻力不计,到达N点的速度恰好为零,然后按原路径返回,试求A B板间的电势差是多大?2）若保持两板间的电压不变,则：( ) (A)把A板向上平移一小段距离，质点自P点自由下落后仍能返回(B)把A板向下平移
3、一小段距离，质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落(C)把B板向上平移一小段距离，质点自P点自由下落后仍能返回(D)把B板向下平移一小段距离，质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落例题3如图所示，一平行板电容器的板长L= 4 cm，板间距离d= 3 cm， 倾斜放置，使板面与水 平方向的 夹角=37，若两板间所加电压U=100V，带电量q=310-10C的微粒以V0=0.5m/s的速度自A板的左边缘水平进入电场，在电场中沿水平方向运动，并恰好从B板右边缘水平飞出，求：带电微粒的质量和飞出电场时的速率（忽略边缘效应，g=10m/s2）例题4作业本P27.5小结：带电粒子在电场中的运动，实质是力学
4、问题，解题思路仍然遵循力学基本思路。解决带电粒子在电场中运动的基本方法： 1.动力学观点：处理问题的要点是注意区分不同的物理过程，弄清在不同物理过程中物体的受力情况及运动性质，并选用相应的物理规律。处理这类问题的规律主要有：牛顿定律与直线运动规律相结合。 2. 功能观点：对于有变力参加作用的带电体运动（非匀强电场），必须借助于功能观点来处理，即使都是恒力作用问题，用功能观点处理也常常显得简洁。巩固练习1:思考选择（ ）A.两板间距越大，加速的时间越长，v也增大B.两板间距离越小，加速度就越大，则子到达Q板时的速度就越大C.带电粒子到达Q板时的速度与板间距离无关，仅与加速电压有关D.带电粒子的加
5、速度和末速度都与板间距离无关2. 图中，A、B是一对平行的金属板，在两板问加上一周期为T的交变电压U，A板的电势UA=0，B板的电势UA随时间的变化规律为:在0到T/2的时间内，UB=U0(正的常数)；在T/2到T的时间内，UB=-U0；在T到3T/2的时间内，UB=U0；在3T/2到2T的时间内，UB=-U0现有一电子从A板上的小孔进入两板间的电场区内，设电子的初速度和重力的影响均可忽略，则().(A)若电子是在t=0时刻进入的，它将一直向B板运动(B)若电子是在t=T/8时刻进入的，它可能时而向B板、时而向A板运动，最后打在B板上(C)若电子是在t=3T/8时刻进入的，它可能时而向B板、时
6、而向A板运动，最后打在B板上(D)若电子是在t=T/2时刻进入的，它可能时而向B板、时而向A板运动3.如图所示装置，从A板释放的一个无初速电子向B板方向运动，下列对电子的描述中错误的是().(A)电子到达B板时的动能是eU(B)电子从B板到C板时动能变化为零(C)电子到达D板时动能是3eU(D)电子在A板和D板之间往复运动4.如图中(a)所示，A、B是一对平行放置的金属板，中心各有一个小孔P、Q，PQ连线垂直于金属板，两板间距为d，从P点处连续不断地有质量为m、带电量为-q的带电粒子(重力不计)沿PQ方向放出，初速度可忽略不计，在A、B间某时刻t=0开始加有如图(b)所示的交变电压，其电压大小
7、为U，周期为T.带电粒子存AB间运动过程中，粒子相互作用力可忽略不计.(1)如果只有在每个周期的0T/4时间内放出带电粒子才能从小孔Q中射出，则d应满足怎样的条件?(2)如果各物理量满足第(1)问中的条件，求每个周期内从小孔Q中有粒子射出的时间与周期T的比值.5.如图所示，两块水平放置的平行金属板M、N相距为d，组成一个电容为C的平行板电容器，M板接地，板正中央有一个小孔B，从B孔正上方h处的A点，一滴一滴地由静止滴下质量为m、电荷量为q的带电油滴.油滴穿过B孔后落到N板，把全部电荷量传给N板.若不计空气阻力及板外电场，问:(1)第几滴油滴将在M、N间作匀速直线运动?(2)能到达N板的液滴不会超过多少滴?- 4 -
