帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)

1、 個(gè)性化教學(xué)輔導(dǎo)方案課時(shí)統(tǒng)計(jì)：第（5）課時(shí) 共（ ）課時(shí) 授課時(shí)間：2012年3月2日教 學(xué) 內(nèi) 容 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 教 學(xué) 目 標(biāo)1使學(xué)生理解并掌握帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和規(guī)律，能夠正確分析和解答帶電粒子在電場(chǎng)中的加速和偏轉(zhuǎn)等方面的問(wèn)題。2掌握分析和解決帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的思路和方法。3培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用物理知識(shí)對(duì)具體問(wèn)題進(jìn)行具體分析的能力。 重 點(diǎn) 難 點(diǎn)1、 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)是電場(chǎng)知識(shí)的重要應(yīng)用，注重分析判斷帶電粒子在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)情況。2、 掌握運(yùn)用力的觀點(diǎn)和能的觀點(diǎn)求解帶電粒子運(yùn)動(dòng)的思路和方法。 教 學(xué) 過(guò) 程+q1、 知識(shí)梳理一、帶電粒子的加速勻強(qiáng)電場(chǎng)中的

2、加速問(wèn)題例1：在加上電壓并處于真空的金屬板附近有一帶正電粒子q， 初速度為零,在電場(chǎng)力作用下向哪里運(yùn)動(dòng)？做什么運(yùn)動(dòng)兩板間電勢(shì)差為U，板間距為d，你能求得q到達(dá)負(fù)極板時(shí)的速度v嗎？有幾種方法可求? （1）運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)方法求解，因電場(chǎng)力為恒力，a=F/m=Uq/dm、v2-0=2ad，可求出v=（2）運(yùn)用能量觀點(diǎn)求解，qU=mv2/2，可求出v= （請(qǐng)同學(xué)比較在題設(shè)條件下哪種方法更簡(jiǎn)便比較兩種方法優(yōu)缺點(diǎn)）。提出問(wèn)題：解決帶電粒子在非勻強(qiáng)電場(chǎng)中的加速問(wèn)題是否也可以用這兩種方法呢？結(jié)論非勻強(qiáng)電場(chǎng)中的加速問(wèn)題qU=Ek同樣適用。二、帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)例2：一個(gè)以速度Vo ，質(zhì)量為m的帶正電

3、粒子q垂直射入一個(gè)電壓為U，板長(zhǎng)為L(zhǎng)，間距為d的平行板電容器，當(dāng)它射出這個(gè)電容器時(shí)， 求：帶電粒子射出電場(chǎng)時(shí)豎直偏離的距離y和偏轉(zhuǎn)的角度？vyq+vV0V0y 這種帶電粒子的勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，可以用能量觀點(diǎn)研究，也可以用運(yùn)動(dòng)分解與合成觀點(diǎn)研究，要求y和，按本題條件，我們用后一種觀點(diǎn)進(jìn)行研究。【分析】水平：勻速運(yùn)動(dòng) 豎直：初速度為零，加速度a=qU/md，勻加速直線運(yùn)動(dòng)【求解】利用平拋知識(shí)可求出側(cè)移 偏角 注意通過(guò)本題（1）合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性；（2）合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)具有獨(dú)立性。即互不干涉、獨(dú)立進(jìn)行。（3）培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題的思路和方法。解題的基本思路是：先分析受力情況，再分析運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)過(guò)程（

4、平衡、加速或減速，是直線運(yùn)動(dòng)速是曲線運(yùn)動(dòng)），然后選取用恰當(dāng)?shù)囊?guī)律（牛頓運(yùn)動(dòng)定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式；功能關(guān)系；動(dòng)量定理及動(dòng)量守恒定律）解題。 三、帶電粒子在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的三個(gè)重要結(jié)論點(diǎn)評(píng)：本題是高考真題，考查的是帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)、勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)。四、示波管的原理 示波管由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成，管內(nèi)抽成真空。 如果在偏轉(zhuǎn)電極上加掃描電壓，同時(shí)在偏轉(zhuǎn)電極上加所要研究的信號(hào)電壓，其周期與掃描電壓的周期相同，在熒光屏上就顯示出信號(hào)電壓隨時(shí)間變化的圖線。 課堂練習(xí)1、若帶正電荷的小球只受到電場(chǎng)力作用，則它在任意一段時(shí)間內(nèi) （ ） A、一定沿電場(chǎng)線由高電勢(shì)處向低電勢(shì)處運(yùn)動(dòng) B、一定沿電場(chǎng)線由低電勢(shì)處向高

5、電勢(shì)處運(yùn)動(dòng) C、不一定沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)，但一定由高電勢(shì)處向低電勢(shì)處運(yùn)動(dòng) D、不一定沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)，也不一定由高電勢(shì)處向低電勢(shì)處運(yùn)動(dòng)2、如圖所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)、傾角為的光滑絕緣斜面處于電場(chǎng)中， 一帶電量為+q、質(zhì)量為m的小球，以初速度v0從斜面底端 A點(diǎn)開(kāi)始沿斜面上滑，當(dāng)?shù)竭_(dá)斜面頂端B點(diǎn)時(shí)，速度仍為v0，則（ ） A、A、B兩點(diǎn)間的電壓一定等于mgLsin/q B、小球在B點(diǎn)的電勢(shì)能一定大于在A點(diǎn)的電勢(shì)能 C、若電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)，則該電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度的最大值一定為mg/q D、如果該電場(chǎng)由斜面中點(diǎn)正上方某處的點(diǎn)電荷產(chǎn)生，則該點(diǎn)電荷必為負(fù)電荷3、如圖所示，兩塊長(zhǎng)均為L(zhǎng)的平行金屬板M、N與水平面成角放置在同一豎直平

6、面，充電后板間有勻強(qiáng)電場(chǎng)。一個(gè)質(zhì)量為m、帶電量為q的液滴沿垂直于電場(chǎng)線方向射人電場(chǎng)，并沿虛線通過(guò)電場(chǎng)。下列判斷中正確的是 ( )。 A、電場(chǎng)強(qiáng)度的大小Emgcos/q B、電場(chǎng)強(qiáng)度的大小Emgtg/q C、液滴離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能增量為-mgLtg D、液滴離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能增量為-mgLsin4、（01上海）A、B兩點(diǎn)各放有電量為+Q和+2Q的點(diǎn)電荷，A、B、C、D四點(diǎn)在同一直線上，且AC=CD=DB。將一正電荷從C點(diǎn)沿直線移到D點(diǎn)，則 （ ） A、電場(chǎng)力一直做正功 B、電場(chǎng)力先做正功再做負(fù)功 C、電場(chǎng)力一直做負(fù)功 D、電場(chǎng)力先做負(fù)功再做正功5、如圖所示，質(zhì)量為m、電量為q的帶電微粒，以初速度V0

7、從A點(diǎn)豎直向上射入水平方向、電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中。當(dāng)微粒經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)速率為VB2V0，而方向與E同向。下列判斷中正確的是 ( ) A、A、B兩點(diǎn)間電勢(shì)差為2mV02/q B、A、B兩點(diǎn)間的高度差為V02/2g C、微粒在B點(diǎn)的電勢(shì)能大于在A點(diǎn)的電勢(shì)能 D、從A到B微粒作勻變速運(yùn)動(dòng)6 78、如圖所示，一帶電液滴在重力和勻強(qiáng)電場(chǎng)對(duì)它的作用力作用下，從靜止開(kāi)始由b沿直線運(yùn)動(dòng)到d，且bd與豎直方向所夾的銳角為45°，則下列結(jié)論正確的是（ ） A、此液滴帶負(fù)電 B、液滴做勻加速直線運(yùn)動(dòng)C、合外力對(duì)液滴做的總功等于零 D、液滴的電勢(shì)能減少10、在靜電場(chǎng)中，一個(gè)電子由a點(diǎn)移到b點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力做功為5

8、eV，則以下認(rèn)識(shí)中錯(cuò)誤的是 （ ） A、電場(chǎng)強(qiáng)度的方向一定由b沿直線指向a B、a、b兩點(diǎn)間電勢(shì)差Uab=5V C、電子的電勢(shì)能減少5eV D、電子的電勢(shì)能減少5J12、如圖，半徑為R的光滑圓環(huán)，豎直置于場(chǎng)強(qiáng)為E的水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，今有質(zhì)量為m，帶電量為+q的空心小球穿在環(huán)上，求當(dāng)小球由頂點(diǎn)A從靜止開(kāi)始下滑到與圓心O等高的位置B時(shí)，小球?qū)Νh(huán)的壓力？ 課后作業(yè) 選擇題：1、一帶負(fù)電小球從空中的a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，受重力、空氣阻力和電場(chǎng)力作用，重力對(duì)小球做功3.5J，小球克服空氣阻力做功0.5J，電場(chǎng)力做功1J，則（ ） A、小球在a點(diǎn)的重力勢(shì)能比在b點(diǎn)大3.5J B、小球在a點(diǎn)的機(jī)械能比在b點(diǎn)少

9、0.5J C、小球在a點(diǎn)的電勢(shì)能比在b點(diǎn)少1J D、小球在a點(diǎn)的動(dòng)能比在b點(diǎn)大4JB·Aq·2、如圖在一個(gè)靜電場(chǎng)中，一個(gè)負(fù)電荷q受到一個(gè)非靜電力作用由A點(diǎn)移到B點(diǎn)，則以下說(shuō)法正確的是 （ ） A、非靜電力做功等于電荷電勢(shì)能增量和動(dòng)能增量之和 B、非靜電力和電場(chǎng)力做功之和等于電荷電勢(shì)能增量和動(dòng)能增量之和 C、電荷克服電場(chǎng)力做功等于電荷電勢(shì)能的增加量 D、非靜電力做功和電場(chǎng)力做功之和等于電荷動(dòng)能的增量3、如圖A為靜止帶電體，其電場(chǎng)中有c、d兩點(diǎn)，原來(lái)靜止在c點(diǎn)的質(zhì)子或氦離子，在電場(chǎng)力的作用下移到d點(diǎn)，若質(zhì)子的速率為v，則氦離子的速率為（ ）Acd A、 B、 C、 D、AB4、

10、 如圖，帶電量為q的負(fù)電荷，以初動(dòng)能Ek從兩平行板的正中央沿垂直于電場(chǎng)線方向進(jìn)入平行板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)，恰沿B板邊緣飛出電場(chǎng)，且飛出時(shí)其動(dòng)能變?yōu)?Ek，則A、B兩板間的電勢(shì)差為（ ） A、Ek/q，A板電勢(shì)高 B、Ek/q，B板電勢(shì)高 C、2Ek/q，A板電勢(shì)高 D、2Ek/q，B板電勢(shì)高5、如圖，用細(xì)線栓一帶負(fù)電小球在方向豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力大于重力，下列說(shuō)法正確的是（ ）OAB A、小球到最高點(diǎn)A時(shí)，細(xì)線張力一定最大 B、小球到最低點(diǎn)B時(shí)，細(xì)線張力一定最大 C、小球到最低點(diǎn)B時(shí)，小球線速度一定最大 D、小球到最低點(diǎn)B時(shí)，小球電勢(shì)能一定最大6、如圖，兩個(gè)帶正電的等大

11、的小球絕緣光滑水平面上從相距很遠(yuǎn)處沿著同一條直線相向運(yùn)動(dòng)，已知它們的質(zhì)量，的初速度分別為，當(dāng)它們相距最近時(shí)（沒(méi)有接觸），這兩個(gè)球組成的系統(tǒng)的電勢(shì)能為（ ）m1m212 A、 C、 C、 D、7、離子發(fā)動(dòng)機(jī)飛船，其原理是用電壓U加速一價(jià)惰性氣體離子，將它高速?lài)姵龊?，飛船得到加速，在氦、氖、氬、氪、氙中選用了氙，理由是用同樣電壓加速，它噴出時(shí)（ ） A、速度大 B、動(dòng)量大 C、動(dòng)能大 D、質(zhì)量大二、填空題：1、在一豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中放一絕緣的光滑半圓軌道，如圖，在最高點(diǎn)放一 質(zhì)量為m、電量為+q的小球，使球從靜止開(kāi)始沿軌道下滑，若場(chǎng)強(qiáng)為E，則小 球在軌道最低點(diǎn)對(duì)軌道壓力為 ·a

12、3;bmM2、如圖，質(zhì)量為m的帶電金屬小球，用絕緣細(xì)線與質(zhì)量為M=2m的不帶電木 球相連，兩球恰好能在豎直向上的足夠大且場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，以速度 為勻速豎直向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)木球速度升至a點(diǎn)時(shí)，細(xì)繩突然斷裂，木球升至 b點(diǎn)時(shí)，速度減為零，則木球速度為零時(shí)，金屬球的速度大小為 ； a、b之間電勢(shì)差為 3、電視顯象管內(nèi)電子槍發(fā)射的電子流強(qiáng)度為480mA，經(jīng)過(guò)1×104V的電壓加速后到達(dá)熒光屏，則每秒 有 個(gè)電子到達(dá)熒光屏，每個(gè)到達(dá)熒光屏的電子具有的動(dòng)能為 J。d14題 4、如圖，一個(gè)電子垂直于電場(chǎng)線的方向射入一個(gè)有界的勻強(qiáng)電場(chǎng)，當(dāng)電 子從另一個(gè)界面射出時(shí)，偏離原來(lái)入射方向的距離為5cm，電子的動(dòng)能增 加了20eV，由此可知該電場(chǎng)強(qiáng)度E= N/C·m15題 5、質(zhì)量為2×10-18kg的帶電油滴，靜止在