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1、带电粒子在电场中的运动高中物理/人教版（2019）/必修三/第十章目 录：01学习目标学习目标02新课导入新课导入03新课探究新课探究带电粒子的加速带电粒子的偏转示波管 04课堂练习课堂练习05小结导图小结导图06课后作业课后作业010203会综合运用所学，掌握带电粒子在电场中的运动特点会运用静电场知识、功能关系研究带电粒子在电场中的运动会解决带电粒子在电场中的加速、偏转问题04了解示波管构造原理学习目标在前面的学习过程中，我们已经接触过带电粒子在点电荷形成的电场中的运动问题，通过带电粒子的电性、电场线、运动轨迹、受力情况等各物理量的关系，用以解决带电粒子在电场中运动过程中的做功、场强、电势能
2、增减等问题。这节课，我们主要学习带电粒子在匀强电场中的加速及偏转问题。是受力分析、直线运动、曲线运动是受力分析、直线运动、曲线运动 、动能定理、能量守恒等知识的、动能定理、能量守恒等知识的综合应用。综合应用。新课导入带电粒子的加速问题带电粒子的加速问题U-+-q新知探究AB由：F=Eq=ma；联立得到由2ad=v2-0得到由电场力做功得带电粒子的加速问题带电粒子的加速问题U-+-q运动学运动学动能定理动能定理新知探究处理带电粒子在周期性变化电场中的运动周期性变化电场中的运动问题时，应先确定周期性，分段、分周期的对运动进行分析。应注意：在电场方向改变瞬间，带电粒子的受力方向随之改变。但运动方向不
3、会瞬间改变（惯性定律）。运动方向不会瞬间改变（惯性定律）。带电粒子的加速问题带电粒子的加速问题新知探究1（直线加速问题）质量和电荷量不同的带电粒子，在电场中由静止开始经相同电压加速后（）A比荷大的粒子速度大，电荷量大的粒子动能大B比荷大的粒子动能大，电荷量大的粒子速度大C比荷大的粒子速度和动能都大D电荷量大的粒子速度和动能都大A课堂练习【详解】根据动能定理 得v=；根据上式可知，在相同电压的加速电场中，比荷大的粒子其速度v大，电荷量q大的粒子动能大。课堂练习2（在周期性变化电场的运动）如图所示，在平行板电容器A、B两板上加上如图所示的交变电压，开始时B板电势比A板高，这时两板中间原来静止的电子
4、在电场力作用下开始运动，设A、B两板间的距离足够大，则下述说法中正确的是（）A电子先向A板运动，然后向B板运动，再返回A板做周期性来回运动B电子一直向A板运动C电子一直向B板运动D电子先向B板运动，然后向A板运动，再返回B板做周期性来回运动C课堂练习【详解】分析电子在第一个周期的运动情况00.2s时间内，B板电势高，电场强度向右，电场力向左，电子向左做初速度等于零的匀加速直线运动，设两板间的距离为d，末速度为 ；解得 ；0.2s0.4s时间内，B板电势低，电场强度向左，电场力向右，电子向左做初速度等于v的匀减速直线运动，末速度分别为 ；解得v2=0；由以上可知，电子在第一个周期内一直向左运动，
5、所以电子一直向B板运动，C正确，ABD错误。课堂练习带电粒子的偏转问题带电粒子的偏转问题+0新知探究带电粒子的偏转问题带电粒子的偏转问题+0电+0电如右图，根据平抛运动的特点，有偏转距离：新知探究带电粒子的偏转问题带电粒子的偏转问题+0电如右图，根据平抛运动的特点，有关于速度偏转角有：新知探究带电粒子偏转问题的推论带电粒子偏转问题的推论+关于位移与初速度夹角有：0电1.速度偏转角（）的正切为位移与初速度夹角（）正切的2倍，即tan=2tan。2.速度的反向延长线交于水平位移的中点。新知探究带电粒子偏转问题的推论带电粒子偏转问题的推论+关于位移与初速度夹角有：0电3.以相同的初速度进入同一电场的
6、带电粒子，只要粒子比荷（q/m）相同，则偏转距离y和偏转角相同。新知探究关于带电粒子在电场中的重力关于带电粒子在电场中的重力基本粒子：如电子、质子、粒子、离子等，除有说明或有明确的暗示以外，此类粒子一般不考虑重力(但并不忽略质量)。带电微粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或有明确的暗示以外，一般都不能忽略重力。新知探究解决带电粒子在电场中偏转问题的一般步骤解决带电粒子在电场中偏转问题的一般步骤新知探究（1）分析平行于极板方向及垂直于极板方向上的两个运动性质（2）找到两个运动的位移关系，列出等式联立（3）解（2）中的方程组注意：相同的物理量可直接在列等式时便舍去3（偏转运动）如图所示，有一
7、带电粒子贴着A板沿水平方向射入匀强电场，当偏转电压为U1时，带电粒子沿轨迹从两板正中间飞出；当偏转电压为U2时，带电粒子沿轨迹落到B板中间；设粒子两次射入电场的水平速度相同，则两次偏转电压之比为（）AU1U2=18BU1U2=14CU1U2=12DU1U2=11A课堂练习【详解】带电粒子在匀强电场中做类平抛运动，水平位移为x=v0t；两次运动的水平位移之比为21，两次运动的水平速度相同，故运动时间之比为t1t2=21由于竖直方向上的位移为h=at2；h1h2=12；故加速度之比为18，又因为加速度a=；故两次偏转电压之比为U1U2=18；BCD错误，A正确。课堂练习4（偏转运动）如图所示，两极
8、板与电源相连接，电子从负极板边缘垂直电场方向射入匀强电场，且恰好从正极板边缘飞出，现在使电子入射速度变为原来的两倍，而电子仍从原位置射入，且仍从正极板边缘飞出，则两极板的间距应变为原来的（）A2倍 B4倍 C DC课堂练习【详解】电子做类平抛运动，故其在水平方向和竖直方向满足L=v0t；而两板间的场强为 ；联立，可得 ；若入射速度变为原来的两倍，则两板间距应变为原来的 。课堂练习5（计重力的运动）（多选）如图所示，平行板电容器的两个极板与水平面成一角度，两极板与一直流电源相连。若一带电粒子恰能沿图中虚线所示，由上极板的左下端沿水平直线通过电容器，由下极板的右上端射出极板。设粒子质量为、重力加速
9、度为、极板与水平面夹角为锐角、极板长为。则在此过程中，该粒子（）A所受重力与静电力平衡B射入电场的初速度至少为C动能逐渐增加 D做匀变速直线运动BD课堂练习【详解】根据题意可知，粒子做直线运动，带电粒子在平行板电容器之间受到两个力的作用，如图。一是重力，方向竖直向下；二是静电力，方向垂直于极板向上。则静电力与重力的合力方向与速度方向相反，粒子做匀减速直线运动，动能逐渐减小，AC错误，D正确；对该粒子做受力分析有 加速度 又有 解得 又有 解得 B正确。课堂练习示波管示波管加速电压 电子枪偏转电极亮斑亮斑荧光屏+工作原理：1.在加速电压下，电子枪产生告诉飞行的电子束；2.示波管的YY偏转电极上加
10、的是待测的信号电压，使电子沿YY方向偏转。新知探究示波管示波管加速电压 电子枪偏转电极亮斑亮斑荧光屏+工作原理：3.示波管的XX偏转电极上加的是仪器自身产生的锯齿形电压(如图所示)，叫作扫描电压，使电子沿XX方向偏转。新知探究示波管示波管加速电压 电子枪偏转电极亮斑亮斑荧光屏+锯齿形扫描电压对应亮斑 新知探究6（示波管）示波管原理图如图甲所示。它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，管内抽成真空。如果在偏转电极XX和YY之间都没有加电压，电子束从电子枪射出后沿直线运动，打在荧光屏中心，产生一个亮斑如图乙所示。若板间电势差UXX和UYY随时间变化关系图像如丙、丁所示，则荧光屏上的图像可能为（）A课堂练习【详解】UXX和UYY均为正值，电场强度方向由X指向X，Y指向Y，电子带负电，电场力方向与电场强度方向相反，所以分别向X，Y方向偏转，可知A正确。课堂练习小结导图完成10.5 带电粒子在电场中的运动同步分题型练习题课后作业