高中物理选修3-1教案3:1.9 带电粒子在电场中的运动教学设计
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9 带电粒子在电场中的运动
[教学目标]
1、理解带电粒子在电场中的运动规律,并能分析解决加速和偏转方向的问题.
2、知道示波管的构造和基本原理。
[重点难点]
运用电学知识和力学知识综合处理偏转问题
[学法指导]
认真阅读教材,观察教材插图,体会分析带电粒子在电场中运动的方法;理解示波管的工作原理
[学习过程]
一、带电粒子的受力特点
1、对于基本粒子,如电子、质子、α粒子、正负离子等,除有说明或明确的暗示以外,在电场中运动时均不考虑重力。
(但并不忽略质量)
2、对于宏观带电体,如液滴、小球、尘埃等,除有说明或明确的暗示以外,必须考虑重力。
二、带电粒子的加速
例1 图为两个带小孔的平行金属板,板间电压为U ,一带电粒子质量为m 、电荷量为-q ,从左孔以初速度V 0进入板间电场,最终从右孔射出。
不计粒子重力。
求:粒子从右孔射出时的速度V ?
(1)由动力学知识求解(先求加速度,再根据运动学公式求V )
(2)由功能关系求解。
(动能定理)
(3)比较两种解法有什么不同?
思考:若粒子初速度为零,则从左孔进入,到右孔的速度是多少?
针对训练1:
1、如上图,氢核(H 11)、氘核(H 21)、氚核(H 31)分别由左孔由静止释放,后由右U -+
孔射出,则:
⑴ 射出时的动能之比为________________
⑵ 射出时的速度之比为________________
三、带电粒子的偏转
如果带电粒子垂直电场方向进入匀强电场,受力有什么特点?会做什么运动呢?(不计重力)
例2 如图,平行板间电压为U ,板间距离为d ,板长为L 1。
一带电粒子质量为m ,电荷量为q ,以初速度v 0垂直于场强方向射入电场中,离开电场中沿直线打在光屏上。
光屏到平行板近端的距离为L 2。
不计粒子重力。
求
(1)粒子在电场中运动的时间。
(2)图中的偏转距离y 。
(3)速度的偏转角θ 的正切值。
(4)光屏上对应偏距y′(选做)。
针对训练2:
2、如上图,两质子分别以速度 v 和 2v 垂直场强方向射入同一匀强电场中,则两质子 ⑴ 在电场中运动时间之比为多少
⑵ 离开电场时沿场强方向偏移的距离之比为多少
[教学反思]
分析处理带电粒子在电场中偏转的方法是什么?要使粒子在电场中的侧移量变大,可采取哪些措施? v 0 θ y y ′ L 2
L 1。