1、第九节第九节 带电粒子在带电粒子在电场中的运动电场中的运动学案学案 学习目标：学习目标： （1）学习运用静电力、电场强度等概念研究带电粒子在电场中运动时的加速度、 速度和位移等物理量的变化。 （2）学习运用静电力做功、电势、电势差等概念研究带电粒子在电场中运动时能 量的转化。 （3）了解示波管的工作原理，体会静电场知识对科学技术的影响。 新课引入：新课引入：观看视频“电子之舞” 学习过程：学习过程： 一、一、带电粒子的加速带电粒子的加速 情境： “电子之舞”中的的电子要“动”起来，是通过一个加速电场来完成的。两 极板间的电压为 U，距离为 d，一个电子电荷量为 e，质量为 m，在真空中从静止
2、开始加速，从负极板向正极板运动，从正极板的小孔穿出。(不计电子的重力) 问题一：电子的运动性质是什么？怎样计算电子到达正极板时的速度多大？ 问题二：若电子是从炽热的金属丝发射，在金属丝和金属板之间加电压 U，发射 后的电子在真空中从静止开始加速，从右侧金属板的小孔穿出，怎样计算电子获 得的的速度？如何增大上述电子到达金属板的速度？ 二、带电粒子的偏转二、带电粒子的偏转 情境： “电子之舞”中的电子要“跳”起来，是通过一个偏转电场实现的，如图所 示。电子经加速电场加速后，以一定速度 v0垂直于电场方向射入匀强电场中，两 极板长度为l，极板距离为 d，电压为 U.（电子电荷量为 e，质量为 m，不
3、计重力） 问题问题：求电子飞飞 出出 电场时沿垂直于板面方向偏移的距离 y 和偏转的角度。 思考： （1）进入匀强电场后电子做什么运动？ （2）这种运动与哪种运动相似？尝试画出运动轨迹。 （3）你能否通过类比得到这种运动的研究方法？ 解答情境中的“问题问题” ： 思考讨论： （1）怎样改变电子的偏移距离？ （2）怎样让电子在水平方向偏转？ 三、示波管的原理三、示波管的原理 1、这是一种常见的示波器，可用来观察电信号随时间的变化情况 2、示波管的构造 3、模拟展示 （1）如果在偏转电极 XX 、 YY 上不加电压，电子如何运动？ （2）只在偏转电极 YY 上加电压，电子如何运动？ （3）只在偏转
4、电极 XX 上加电压，电子又如何运动？ 课堂小结：课堂小结： 请同学们总结一下本节课有哪些收获！ 作业：作业： 1、做课后练习题 P.39 页 14 题 2、讨论分析：P36 页“思考讨论”提出的问题 检测检测练习练习： 1、如图所示 P 和 Q 为两平行金属板，板间电压为 U，在 P 板附近有一电子由静止 开始向 Q 板运动，关于电子到达 Q 板时的速率，下列说法正确的是（ ） A、两板间距离越大，加速时间越长，获得的速率就越大 B、两板间距离越小，加速度越大，获得的速率就越大 C、与两板间距离无关，仅与加速电压 U 有关 D、以上说法都不正确 2、电子以初速度 v0沿垂直场强方向射入两平行
5、金属板中间的匀强电场中，现增大 两板间的电压，但仍使电子能够穿过平行板间，则电子穿越平行板所需要的时间 （ ） A、随电压的增大而减小 B、随电压的增大而增大 C、加大两板间距离，时间将减小 D、与电压及两板间距离均无关 3、 带电粒子垂直电场方向进入匀强电场中偏转时 （除电场力外不计其它力的作用） （ ） A、电势能增加，动能增加 B、电势能减小，动能增加 C、电势能和动能都不变 D、上述结论都不正确 4、如图所示，一带电粒子沿与电场线垂直的方向从电场中央进入两平行金属板间 的匀强电场，已知粒子的带电量为 q，两板间的电势差为 U，则粒子运动过程中 （ ） A、若粒子从电场中射出，则粒子动能增加了 qU B、若粒子从电场中射出，则电场力一定对粒子做了 2 qU 的功 C、若粒子打在极板上，则电场力一定对粒子做了 2 qU 的功 D、若粒子打在极板上，则粒子的动能一定增加了 qU
