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1、物理选修3-1 第一章 静电场1-9 带电粒子在电场中的运动育贤中学 周东云教学目标1.使学生理解和掌握带电粒子在电场中加速和偏转所遵循的规律；2.知道示波器的主要构造和工作原理；3.学习运用静电力做功,电势电势差等概念解决带电粒子在电场中运动时的能量转化问题。课前自主学习一带电粒子在电场中的加速1.常见带电粒子及受力特点 电子质子粒子,离子等带电粒子在电场中受到静电力远大于重力,通常情况下,重力可以忽略。2.带电粒子的加速(1) 带电粒子以与电场线平行的初速度v0进入匀强电场，带电粒子做直线运动,则： (2) 带电粒子的初速度为零,经过电势差为U的电场加速后:二带电粒子的偏转1.进入电场的方
2、式:以初速度v0垂直于电场方向进入匀强电场；2.受力特点:电场力大小不变,且方向与初速度方向垂直 ；3.运动特点:做匀变速曲线运动,与力学中平抛运动类似,故称做类平抛运动；4.运动规律: (1)垂直电场方向,速度vx=v0,位移x=v0t 0qUlmv d(2)平行电场方向:速度vy= ， 位移 (3)偏转角度tan=三、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；3、原理：利用了带电粒子在电场中偏转的规律，灵敏、直观地显示出电信号随时间变化的图线。新课教学：一、带电粒子的加速牛顿运动学推导：动能定理推导：例
3、题1、炽热的金属丝可以发射电子如图所示，在炽热金属丝和金属板之间加以电压U=2500V，从炽热金属丝发射出的电子在真空中被加速后，从金属板的小孔穿出求电子穿出后的速度有多大？（设电子刚从金属丝射出时的速度为零电子的质量m=0.910-30 Kg，电子的电荷量e=1.610-19 C）考点小练：1、让原来静止的氢核,氘核,氚的混合物经同一电场加速后,它们具有 A.相同的速度 B.相同的动能 C.相同的速率 D.以上都不对2、在例1中,加速后,速度最大的是_3、如图所示，在点电荷+Q的电场中有A、B两点，将质子和粒子分别从A点由静止释放，到达B点时它们速度大小之比为多少？4、如图所示，带负电的质点
4、静止在水平放置的平行板电容器两板间，距下板0.8cm,两板间的电势差为300v.如果两板间的电势差减小到60v,则该质点运动到极板上需要多少时间?二、带电粒子的偏转运用运动合成推导（略）例题2、如图,两个相同极板Y于Y的长度l=6.0cm,相距d=2cm,极板间的电压U=200V。一个电子沿平行于板面的方向射入电场中，射入时的速度V0=3.0107m/s.求电子射出电场时沿垂直于板面方向偏移的距离y和偏转的角度？推论1:粒子从偏转电场中射出时,其速度反向延长线与初速度方向交于一点,此点平分沿初速度方向的位移。推论2.带电粒子先经加速电场(电压U加)加速,又进入偏转电压(电压U偏),射出偏转电压
5、时侧移由以上分析可知:不同的带电粒子(电性相同),若经同一电场加速后,又进入同一偏转电场,则它们的运动轨迹必然重合。考点小练：5、如图所示,静止的电子在加速电压为U1的电场的作用下从O经P板的小孔射出,又垂直进入平行金属板间的电场,在偏转电压U2的作用下偏转一段距离.现使U1加倍,要想使电子的运动轨迹不发生变化,应该( ) A.使U2加倍 B.使U2变为原来的4倍C.使U2变为原来的 倍 D.使U2变为原来的 倍6、一束电子流在经U=5 000 V的加速电压加速后,在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场,如图所示,若两板间距d=1.0 cm,板长l=5.0 cm,那么,要使电子能从平行板间
6、飞出,两个极板上最多能加多大电压?三、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。3、示波管的工作原理：偏转电极不加电压：从电子枪射出的电子将沿直线运动，射到荧光屏的中心点形成一个亮斑。问题1：仅在XX，（或YY，）加电压，若所加电压稳定，则电子流被加速、偏转后射到荧光屏的哪个位置？XX（或YY）所在直线上某一点，形成一个亮斑（不在中心）。问题2：若电压按正弦规律变化，如U=Umsint,在荧光屏上亮斑如何运动？这斑在水平方向或竖直方向做来回的往复运动示波管偏转位移的计算：课堂小结：一、利用电场使带电粒子加速（略）二、利用电场使带电粒子偏转（略）课后练习（略）教学反思： “带电粒子在电场中的运动”是高考中的重点难点，也是高考中经常考的内容之一，在本课时的教学中，我主要讲述了带电粒子在匀强电场中的加速和偏转，运用动能定理和运动的合成分解来解决问题，这也是带电粒子在电场中运动的两种基本解题思路。由于时间有限，带电粒子在非匀强电场中的运动没有过多提及，下一课时会接着阐述。今天就讲到这里，感谢各位领导的光临指导!不足之处，请批评指正！
