高中物理第一章第9节带电粒子在电场中的运动教案
第九节 带电粒子在电场中的运动教学设计与反思
第九节带电粒子在电场中的运动教学设计与反思一、教材分析：1、探究带电粒子在匀强电场中的加速与偏转；2、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。
二、学生情况分析：在知识方面：学生已经学习了匀变速直线运动，平抛运动，动能定理即电场强度、电势和电势差等知识，为研究本节课做好了准备。
在能力方面：学生早已经能熟练解决物体的受力与运动问题，本节类比平抛运动解决偏转问题，能激发学生的求知欲，提高解题能力。
三、教学目标：1、知识与技能：①理解带电粒子的静电场中的运动规律，并能解决带电粒子在匀强电场中的加速与偏转等问题；②知道示波管的工作原理2、过程与方法：①通过例题的讲解和习题的训练帮助学生掌握分析解决力、电综合问题的研究方法；②应用类比方法解决类平抛问题。
3、情感态度价值观学生在积极参与与思考中体验获得答案的成就感，激发学习的信心与热情。
四、教学重点：1、带电粒子在电场中的加速．2、初速度与场强方向垂直的带电粒子在电场中的运动——类平抛运动。
五、教学难点带电粒子在电场中加速偏转综合问题的计算，具体应用相关物理量的大小关系。
六、教学过程（一）情景导入带电粒子在电场中受到电场力的作用会产生加速度，使其原有速度发生变化．在现代科学实验和技术设备中，常常利用电场来控制或改变带电粒子的运动。
具体应用有哪些呢?本节课我们来研究这个问题．以匀强电场为例。
（二）合作探究、精讲点拨1、带电粒子的加速教师投影：加速示意图．v学生活动：结合图示动手推导，当v 0=0时，带电粒子到达另一板的速度大小。
教师点拨拓展：方法一：先根据牛顿第二定律求出带电粒子的加速度，再根据v 2-v 02=2ax,可求得当带电粒子从静止开始被加速时获得的速度。
方法二：根据动能定理：qU = mv 2/2求得末速度v 结论：粒子加速后的速度只与加速电压有关，此式由动能定理求出也适用于不是匀强电场的情况。
教师点评：方法一：必须在匀强电场中使用（F=Eq ，F 为恒力，E 恒定）方法二：由于非匀强电场中，公式W=qU 同样适用，故后一种可行性更高，应用更普遍。
人教版选修3-1第一章教学案1.9带电粒子在电场中的运动(二)
E＝2.0×103N/C.现将小球拉到与轴O在同一水平面的A点上，然后无初速地将小球释放，取g＝10 m/s2.求：(1)小球通过最高点B时速度的大小．(2)小球通过最高点时，丝线对小球的拉力大小
①运动状态分析：带电粒子以速度 垂直于电场线方向飞入匀强电场时，由于电场力方向与粒子的初速方向，且电场力是恒力，所以带电粒子只能做。
②粒子偏转问题的分析处理方法类似于平抛运动的分析处理，即应用运动的合成和分解的知识方法：
沿初速度方向为匀速直线运动，运动时间t=.
沿电场力方向为初速度为零的匀加速直线运动，加速度a=.
离开电场时的偏移量
离开电场时的偏转角
【典型例题】
【例1】炽热的金属丝可以发射电子。在金属丝和金属板之间加以电压U=2 500 V如图两个相同极板Y与Y’的长度L=6．0 cm，相距d=2 cm，极板间的电压U=200 V。一个电子沿平行于板面的方向射入电场中，射入时的速度V=3.0×107m／s。把两板间的电场看做匀强电场，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θ。
4．如图1-8-21所示，a、b两个带正电的粒子，以相同的速度先后垂直于电场线从同一点进入平行板间的匀强电场后，a粒子打在B板的a′点，b粒子打在B板的b′点，若不计重力，则（）
A．a的电量一定大于b的电量
B．b的质量一定大于a的质量
C．a的荷质比一定大于b的荷质比
D．b的荷质比一定大于a的荷质比
6.某电场的部分电场线如图所示，A、B是一带电粒子仅在电场力作用下运动轨迹(图中虚线)上的两点，下列说法中正确的是: ( )
高中物理_带电粒子在电场中的运动教学设计学情分析教材分析课后反思
《带电粒子在电场中的运动》教学设计一、教材分析本节内容选自人教版物理选修3-1 第一章第九节。
是对电场知识的重要应用，也是力学知识与电学知识的综合应用，通过对本节课的学习，学生能够把电场知识和牛顿运动定律、动能定理、运动的合成与分解等力学知识有机的结合起来，加深对力学、电学知识的理解，有利于培养学生用物理知识解决实际问题的能力。
另外，这节课与现代科学技术结合紧密，通过这节课的学习有利于培养学生对科学和技术应有的正确态度和责任感。
根据教材的具体内容以及新课程标准的要求，确定本节课的教学目标如下：（1）知识与技能①学会运用静电力、电场强度等概念研究带电粒子在电场中运动的加速度、速度和位移等物理量的变化。
②了解示波管的工作原理。
、（2）过程与方法通过对“类平抛运动”的学习，提升学生对知识的迁移能力；在对示波管原理的分析过程中，提高学生独立观察、分析、推理及应用物理知识解决实际问题的能力。
（3）情感态度与价值观通过带电粒子在电场中的实际应用，提高学生对物理的学习兴趣，同时，使学生体会静电场知识对科学技术的影响，提高学生对科学技术的责任感。
本节课的重点：带电粒子在匀强电场中的加速和偏转问题。
本节课的难点：示波管的原理。
二、学情分析通过学生对必修一以及电场基本知识的学习，学生已经具备的知识和能力是：1. 平抛运动的条件、性质以及处理方法；2. 力学和电场的基本知识，初步具备了应用力学知识分析电场问题的能力。
此时学生还欠缺的知识和能力是：1.逻辑思维和抽象思维能力还有待提高；2.公式的熟练应用上存在有问题。
三、教学方法设计根据本节课的教学目标、教学重、难点及学生特点，整节课采用情景式教学，直观演示与分析归纳法结合、问题驱动与讨论式教学相结合的教学方法。
四、教学流程设计教师活动学生活动备注新课引入:播放“电子之舞”的视频，并让学生猜想是什么为他们“伴舞”，以此引入新课--示波器。
学生饶有兴趣的观看视频。
让学生体会电子运动的美妙与神奇，顺利引入新课，并同时激发学生的学习兴趣。
新课标高中物理选修第9节 带电粒子在电场中的运动教案
第9节 带电粒子在电场中的运动学习目标核心提炼1.能运用牛顿运动定律及运动学公式研究带电粒子在电场中的运动。
2种运动方式——加速和偏转 1种思想方法——类平抛运动的分解2.能运用功能关系研究带电粒子在电场中的运动。
3.了解示波管的构造和基本原理。
一、带电粒子的加速带电粒子加速问题的分析方法：利用动能定理分析。
质量为m 、带正电荷q 的粒子，在静电力作用下由静止开始，经过电势差为U 的电场加速后，有qU ＝12m v 2，则v ＝2qUm 。
二、带电粒子的偏转1．进入电场的方式：以初速度v 0垂直于电场线方向进入匀强电场。
2．受力特点：静电力大小恒定，且方向与初速度v 0的方向垂直。
3．运动规律(如图1所示)：图1垂直电场方向速度：v x ＝v 0位移：x ＝l ＝v 0t平行电场方向速度：v y ＝at ＝qUl m v 0d 位移：y ＝12at 2＝qUl 22md v 20偏转角度θ满足：tan θ＝qUlmd v 20思维拓展如图2所示，含有大量11H 、21H 、42He 的粒子流无初速度进入某一加速电场，然后沿平行金属板中心线上的O点进入同一偏转电场，最后打在荧光屏上。
下列有关荧光屏上亮点分布的判断是否正确。
图2(1)出现三个亮点，偏离O点最远的是11H。
(×)(2)出现三个亮点，偏离O点最远的是42He。
(×)(3)出现两个亮点。
(×)(4)只会出现一个亮点。
(√)三、示波管1．构造示波管是示波器的核心部件，外部是一个抽成真空的玻璃壳，内部主要由电子枪(由发射电子的灯丝、加速电极组成)、偏转电极(由一对X偏转电极板和一对Y 偏转电极板组成)和荧光屏组成，如图3所示。
图32．原理(1)扫描电压：XX′偏转电极接入的是由仪器自身产生的锯齿形电压。
(2)灯丝被电源加热后，发射热电子，发射出来的电子经加速电场加速后，以很大的速度进入偏转电场，如在Y偏转电极板上加一个信号电压，在X偏转电极板上加一周期相同的扫描电压，在荧光屏上就会出现按Y偏转电压规律变化的可视图象。
带电粒子在电场中运动
课题：第一章第9节带电粒子在电场中的运动学习目标：（第一课时）1.学习利用静电力、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、等势面等概念研究带电粒子在电场中运动时的能量转化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学习重难点：加速及偏转导学案：使用说明：用严谨认真的态度完成导学案中要求的内容，明确简洁的记录自己遇到问题。
预习部分（20分钟）1.平抛的基本公式2.平行金属板形成怎样的电场？电场线如何画？带电粒子放入后受力情况画图？3.由上图分析如果由静止释放将做何运动？补充：在处理带电粒子在电场中运动的问题时，常常因“重力是否可以忽略”而迷茫。
处理这一问题时方法可归纳为两种（1）只有在带电粒子的重力远远小于静电力时，粒子的重力可以忽略（2）一般的说，微观带电粒子如电子、质子、离子、α粒子等除有说明或有明确的暗示外，处理问题时均不计重力。
而带电的液滴、小球等除有说明或有明确暗示外，处理时均应考虑重力。
探究部分探究点一带电粒子的加速问题1：在真空中有一对宽为d的平行金属板，两板间电势差为U。
若一个质量为m、带正电荷q的粒子，由静止释放计算其到达负极板时的速度？方法一：（利用牛顿定律及运动学公式）方法二：（动能定理）拓展：如果有初速度如何？（加速或减速两种情况）问题2：试比较两种方法的优缺点？探究点二带电粒子的偏转问题1：如图分析电子受力情况以及运动形式直线还是曲线？并试着画出运动轨迹。
问题2：与平抛运动对比有何相似之处？我们将如何处理此类问题？问题3：如图平行极板长L，相距d，极板间电压U，一电子沿水平于板面方向射入电场中初速度为V0.求（1）电子射出电场时的时间；（2）沿垂直于板面方向的位移（偏转位移或侧移量）；（3）末速度大小及方向? 要求自己作图标明相应物理量拓展：（1）大量带电粒子，质量不同，带电量相同，以相同的速度垂直电场进入并穿过同一个平行极板，它们的运动时间相同吗？运动轨迹相同吗？（2）出电场后的运动形式？当堂检测1.真空中有如图所示匀强电场带点粒子能够静止或做匀速直线运动，说明理由?2. 密立根油滴实验进一步证实了电子的存在，揭示了电荷的非连续性.如图所示是密立根实验的原理示意图，设小油滴质量为m，调节两板间电势差为U，当小油滴悬浮不动时，测出两板间距离为d.可求出小油滴的电荷量q=_______.3.一带电粒子在电场中只受电场力作用时，它不可能出现的运动状态是( )A.匀速直线运动B.匀加速直线运动C.匀变速曲线运动D.匀速圆周运动4.真空中有一对平行金属板，相距6.2cm，两板电势差为90V。
《带电粒子在电场中的运动》高中物理教案
《带电粒子在电场中的运动》高中物理教案一、教学目标1.知识与技能：o理解带电粒子在电场中受到的电场力，知道电场力对带电粒子运动的影响。
o掌握带电粒子在匀强电场中的运动规律，包括直线运动和偏转运动。
o能够应用电场知识和牛顿运动定律分析带电粒子在电场中的运动问题。
2.过程与方法：o通过实验和模拟演示，让学生直观感受带电粒子在电场中的运动情况。
o引导学生通过分析和讨论，理解带电粒子在电场中运动的规律，并能应用于实际问题。
3.情感态度与价值观：o激发学生对电场和带电粒子运动的兴趣和好奇心。
o培养学生的物理直觉和逻辑推理能力，鼓励学生在科学探究中积极尝试。
二、教学重点与难点1.教学重点：带电粒子在匀强电场中的运动规律，包括直线运动和偏转运动。
2.教学难点：带电粒子在电场中的偏转运动，特别是侧移量和偏转角的计算。
三、教学准备1.实验器材：电场演示仪、带电粒子加速器模型、示波器等。
2.多媒体课件：包含带电粒子在电场中运动的模拟动画、实验演示视频、例题解析等。
四、教学过程1.导入新课o回顾电场和电场力的相关知识，引出带电粒子在电场中运动的主题。
o提问学生：“如果有一个带电粒子进入电场，它会受到怎样的影响？它的运动会发生怎样的变化？”2.新课内容讲解o带电粒子在电场中受到的电场力：根据电场强度的定义和库仑定律，推导带电粒子在电场中受到的电场力公式。
o带电粒子在匀强电场中的直线运动：分析带电粒子初速度与电场线方向相同和垂直两种情况下的直线运动规律。
o带电粒子在匀强电场中的偏转运动：通过类比平抛运动，讲解带电粒子在垂直于电场线方向上的匀速直线运动和沿电场线方向上的匀加速直线运动，进而推导侧移量和偏转角的计算公式。
3.实验探究o演示带电粒子在电场中的运动实验，让学生观察带电粒子的运动轨迹和偏转情况。
o引导学生分析实验数据，验证带电粒子在电场中运动的规律，并尝试计算侧移量和偏转角。
4.课堂练习与讨论o出示相关练习题，让学生运用所学知识分析带电粒子在电场中的运动问题，并进行计算。
2022人教版高中物理带电粒子在电场中的运动学案教师版
人教版高中物理选修3-1第一章第9节带电粒子在电场中的运动学案教师版如图191所示，平行板电容器两板间电压为U.板间距离为d.一质量为m ，带电量为q 的正离子在左板附近由静止释放．图191探讨1：正离子在两板间做什么规律的运动？加速度多大？【答案】 正离子在两板间做初速度为零的匀加速直线运动．加速度a ＝qUdm . 探讨2：正离子到达负极板时的速度多大？ 【答案】 由qU ＝12mv2可得v ＝2qUm. [核心点击]1．电场中的带电粒子的分类 (1)带电的基本粒子：如电子、质子、α粒子、正离子、负离子等，这些粒子所受重力和电场力相比要小得多，除非有特别的说明或明确的标示，一般都不考虑重力(但并不能忽略质量)．(2)带电微粒：如带电小球、液滴、尘埃等，除非有特别的说明或明确的标示，一般都要考虑重力．某些带电体是否考虑重力，要根据题目说明或运动状态来判定．2．解决带电粒子在电场中加速时的基本思路经典例题1．如图192所示，在P板附近有一电子由静止开始向Q板运动．已知两极板间电势差为U，板间距为d.电子质量为m，电荷量为e.则关于电子在两板间的运动情况，下列叙述正确的是( )图192A．若将板间距d增大一倍，则电子到达Q板的速率保持不变B．若将板间距d增大一倍，则电子到达Q板的速率也增大一倍C．若将两极板间电势差U增大一倍，则电子到达Q板的时间保持不变D．若将两极板间电势差U增大一倍，则电子到达Q板的时间减为一半【答案】A2．在如图193所示平行板电容器A、B两板上加上如图194所示的交变电压，开始B板的电势比A板高，这时两板中间原来静止的电子在电场力作用下开始运动，设电子在运动中不与极板发生碰撞，则下述说法正确的是(不计电子重力)( )图193图194A．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【答案】C归纳和总结分析带电粒子加速运动问题的两点提醒(1)对于匀强电场虽然用动力学观点和功能观点均可求解，但运用功能观点列式更简单，故应优先选用功能观点．(2)若电场为非匀强电场，带电粒子做变加速直线运动，不能通过牛顿运动定律途径求解．注意W＝qU对一切电场适用，因此从能量的观点入手，由动能定理来求解．C专题知识模块2、带电粒子在电场中的偏转示波管的原理1．运动状态分析带电粒子以速度v0垂直于电场线方向飞入匀强电场时，受到恒定的与初速度方向成90°角的电场力作用而做匀变速曲线运动．2．偏转问题的处理方法电荷量为q的带电粒子在电场中做类平抛运动，将带电粒子的运动沿初速度方向和电场线方向进行分解(类似于平抛运动的处理方法)．如图195所示，设带电粒子沿中线进入板间，忽略电容器的边缘效应．图195(1)沿初速度方向的分运动为匀速直线运动，满足L＝v0t.(2)沿电场线方向的分运动为初速度为零的匀加速直线运动．3．示波管的原理(1)示波管的构造：由三部分构成：电子枪、偏转电极、荧光屏，如图196所示．示波管的原理图图196(2)示波管的原理：XX′电极使电子束做横向(面向荧光屏而言)的水平扫描，YY′电极使电子束随信号电压的变化在纵向做竖直方向的扫描，这样就在荧光屏上出现了随时间而展开的信号电压的波形．显然，这个波形是电子束同时参与两个相互垂直的分运动合成的结果．[再判断]1．带电粒子在匀强电场中偏转时，其速度和加速度均不变．(×)2．带电粒子在匀强电场中无论是直线加速还是偏转，均做匀变速运动．(√)3．示波管电子枪的作用是产生高速飞行的电子束，偏转电极的作用是使电子束发生偏转，打在荧光屏的不同位置．(√)[后思考]1．带电粒子在电场中做类平抛的条件是什么？【答案】(1)偏转电场为匀强电场．(2)带电粒子必须以初速度v0垂直于电场线方向进入电场．2．当示波管的偏转电极没有加电压时，电子束将打在荧光屏什么位置？【答案】偏转电极不加电压，电子束沿直线运动、打在荧光屏中心，形成一个亮斑．[合作探讨]如图197所示，两平行金属板间存在竖直向下的匀强电场，一质量为m、带电量为q的粒子以速度v0垂直于电场方向射入两极之间．已知，两板间距为d，板长度为l，两板间电压为U.不计粒子的重力．图197探讨1：粒子在两板间做什么性质的运动？在板间运动的加速度和运动时间是多少？【答案】粒子在两板间做类平抛运动，加速度a＝Uqdm，运动时间t＝lv0.探讨2：粒子离开电场时沿电场方向的速度和偏移量y各是多少？【答案】v⊥＝at＝Uqldmv0y＝12at2＝Uql22dmv20.[核心点击]1．基本规律图198(1)初速度方向⎩⎨⎧速度：vx ＝v0位移：x ＝v0t(2)电场线方向⎩⎪⎨⎪⎧速度：vy ＝at ＝qU md ·l v0位移：y ＝12at2＝12·qU md ·l2v2(3)离开电场时的偏转角：tan α＝vyv0＝qUlmdv20(4)离开电场时位移与初速度方向的夹角：tan β＝y l ＝qUl2mv20d .2．五个常用推论 (1)tan α＝2tan β.(2)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延长线交于沿初速度方向分位移的中点．(3)以相同的初速度进入同一个偏转电场的带电粒子，不论m 、q 是否相同，只要qm 相同，即荷质比相同，则偏转距离y 和偏转角α相同．(4)若以相同的初动能Ek0进入同一个偏转电场，只要q 相同，不论m 是否相同，则偏转距离y 和偏转角α相同．(5)不同的带电粒子经同一加速电场加速后(即加速电压相同)，进入同一偏转电场，则偏转距离y 和偏转角α相同⎝ ⎛⎭⎪⎫y ＝U2l24U1d ，tan α＝U2l 2U1d .3．如图199所示，电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始运动，然后射入电势差为U2的两块平行极板间的电场中，射入方向跟极板平行，整个装置处在真空中，重力可忽略，在满足电子能射出平行板区的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角θ变大的是( )图199A ．U1变大、U2变大B ．U1变小、U2变大经典例题平衡条件、牛顿定律，动能定理、功能关系，能量守恒等．课后作业1．关于带电粒子(不计重力)在匀强电场中的运动情况，下列说法正确的是( ) A．一定是匀变速运动B．不可能做匀减速运动C．一定做曲线运动D．可能做匀变速直线运动，不可能做匀变速曲线运动【答案】A2．(多选)示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，如图1911所示．如果在荧光屏上P点出现亮斑，那么示波管中的( )图1911A．极板X应带正电B．极板X′应带正电C．极板Y应带正电D．极板Y′应带正电【答案】AC3．两平行金属板相距为d，电势差为U，一电子质量为m，电荷量为e，从O点沿垂直于极板的方向射出，最远到达A点，然后返回，如图1912所示，OA＝h，此电子具有的初动能是( )图1912A.edhUB．edUhC.eUdhD.eUhd【答案】D4．一个带正电的油滴从如图1913所示的匀强电场上方A点自由下落，油滴落入匀强电场后，能较准确地描述油滴运动轨迹的是下图中的( )图1913【答案】B5.如图1914所示，质量相等的两个带电液滴1和2从水平方向的匀强电场中O 点自由释放后，分别抵达B、C两点，若AB＝BC，则它们带电荷量之比q1∶q2等于( )图1914A．1∶2 B．2∶1C．1∶ 2 D.2∶1【答案】B6．如图1915所示，有一带电粒子贴着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①轨迹从两板正中间飞出；当偏转电压为U2时，带电粒子沿②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( )图1915A．U1∶U2＝1∶8 B．U1∶U2＝1∶4C．U1∶U2＝1∶2 D．U1∶U2＝1∶1【答案】A7．如图1916所示为某粒子分析器的简化结构．金属板P、Q相互平行，两板通过直流电源、开关相连，其中Q板接地．一束带电粒子，从a处以一定的初速度平行于金属板P、Q射入两板之间的真空区域，经偏转后打在Q板上如图所示的位置．在其他条件不变的情况下，要使该粒子束能从Q板上b孔射出(不计粒子重力和粒子间的相互影响)，下列操作中可能实现的是( )图1916A ．保持开关S 闭合，适当上移P 极板B ．保持开关S 闭合，适当左移P 极板C ．先断开开关S ，再适当上移P 极板D ．先断开开关S ，再适当左移P 极板 【答案】 A8．如图1917甲所示，在间距足够大的平行金属板A 、B 之间有一电子，在A 、B 之间加上如图乙所示规律变化的电压，在t ＝0时刻电子静止且A 板电势比B 板电势高，则( )图1917A ．电子在A 、B 两板间做往复运动B ．在足够长的时间内，电子一定会碰上A 板C ．当t ＝T2时，电子将回到出发点D ．当t ＝T2时，电子的位移最大【答案】 B9．如图1918为示波管中电子枪的原理示意图，示波管内被抽成真空，A 为发射热电子的阴极，K 为接在高电势点的加速阳极，A 、K 间电压为U.电子离开阴极时的速度可以忽略．电子经加速后从K 的小孔中射出的速度大小为v.下面的说法中正确的是( )图1918A ．如果A 、K 间距离减半而电压仍为U 不变，则电子离开K 时的速度变为2vB ．如果A 、K 间距离减半而电压仍为U 不变，则电子离开K 时的速度变为v2C ．如果A 、K 间距离保持不变而电压减半，则电子离开K 时的速度变为v 2D ．如果A 、K 间距离保持不变而电压减半，则电子离开K 时的速度变为22v 【答案】 D10．如图1919所示，平行板电容器两极板的间距为d ，极板与水平面成45°角，上极板带正电．一电荷量为q(q ＞0)的粒子在电容器中靠近下极板处，以初动能Ek0竖直向上射出．不计重力，极板尺寸足够大．若粒子能打到上极板，则两极板间电场强度的最大值为( )图1919A.Ek04qd B.Ek02qd C.2Ek02qdD.2Ek0qd【答案】 B11.如图1920所示，两块竖直放置的平行金属板A 、B ，板间距离d ＝0.04 m ，两板间的电压U ＝400 V ，板间有一匀强电场．在A 、B 两板上端连线中点的正上方h ＝1.25 m 的P 点处有一带正电的小球，已知小球的质量m ＝5×10－6 kg ，电荷量q ＝5×10－10 C ．设A 、B 板的长度无限，g 取10 m/s2.求：带正电小球从P 点开始由静止下落，经多长时间和金属板相碰．图1920【答案】 设小球从P 到进入电场需时间t1，由h ＝12gt21得：t1＝2hg＝0.5 s设小球进入电场后运动时间为t2，则：qE ＝ma E ＝U d则小球水平方向的加速度为：a ＝qUmd水平方向做匀加速运动，则有：d 2＝12at22联立解得：t2＝0.2 s故总时间为：t ＝t1＋t2＝(0.5＋0.2) s ＝0.7 s.12．水平放置的两块平行金属板板长l ＝5.0 cm ，两板间距d ＝1.0 cm ，两板间电压为90 V ，且上板为正极板，一个电子沿水平方向以速度v0＝2.0×107 m/s ，从两板中间射入，如图1921所示，不计电子的重力，电子的质量为m ＝9.0×10－31 kg 、电荷量为e ＝－1.6×10－19 C ，求：图1921(1)电子偏离金属板的侧位移是多少？(2)电子飞出电场时的速度大小是多少？(保留二位有效数字) (3)电子离开电场后，打在屏上的P 点，若s ＝10 cm ，求OP 之长． 【答案】 (1)电子在电场中的加速度：a ＝Uqmd，侧位移即竖直方向位移：y0＝12at2＝qUt22dm ，运动时间：t ＝lv0，代入数据解得：y0＝5×10－3 m.(2)电子飞出电场时，水平分速度vx ＝v0，竖直分速度： vy ＝at ＝qUlmdv0＝4×106 m/s.飞出电场时的速度为： v ＝v2x ＋v2y ，代入数据可得：v ≈2.0×107 m/s.设v 与v0的夹角为θ，则tan θ＝vyvx ＝0.2.则：θ＝arctan 0.2.(3)电子飞出电场后做匀速直线运动： OP ＝y0＋MP ＝y0＋s ·tan θ 代入数据解得：OP ＝2.5×10－2 m.。
新教材教科版必修第三册 第1章 9.带电粒子在电场中的运动 学案
9．带电粒子在电场中的运动学习目标：1．[物理观念]知道带电粒子在电场中加速和偏转的原理。
2．[科学思维]理解带电粒子在匀强电场中的运动规律，会分析计算加速和偏转问题。
3．[科学探究]通过对示波管的构造和工作原理的认识，进一步理解加速和偏转问题。
4．[科学态度与责任]体验科学研究带电粒子在电场中加速和偏转的过程，养成观察、比拟、归纳分析的良好学习习惯。
一、带电粒子的加速1．带电粒子：是指电子、质子和各种离子等微观粒子，由于它们在电场中所受的电场力远大于重力，所以研究它们在电场中的运动时，重力可以忽略。
2．带电粒子在电场中加速(直线运动)的条件：只受电场力作用时，带电粒子的速度方向与电场强度的方向相同或相反。
3．分析带电粒子加速问题的两种思路(1)利用牛顿第二定律结合匀变速直线运动公式来分析。
(2)利用静电力做功结合动能定理来分析。
注意：如果带电粒子是电子，它的电荷量要用e表示。
二、带电粒子在匀强电场中的偏转1．条件：带电粒子的初速度方向跟电场力的方向垂直。
2．运动性质：带电粒子在匀强电场中做类平抛运动，运动轨迹是一条抛物线。
3．分析思路：同分析平抛运动的思路相同，利用运动的合成与分解思想解决相关问题。
(1)在垂直于电场方向是匀速直线运动。
(2)在平行于电场方向是匀变速直线运动。
4．示波管原理(1)经过灯丝的加热，阴极释放出电子，电子经电场加速。
(2)Y1、Y2和X1、X2是两对垂直放置的偏转电极，分别控制电子束沿竖直方向和水平方向的偏转。
说明：假设Y1、Y2和X1、X2都不加压，那么电子都将打在右侧荧光屏的中央。
1．思考判断(正确的打“√〞，错误的打“×〞)(1)根本带电粒子在电场中不受重力。
(×)(2)带电粒子仅在电场力作用下运动时，动能一定增加。
(×)(3)带电粒子在匀强电场中无论是直线加速还是偏转，均做匀变速运动。
(√)(4)示波管电子枪的作用是产生高速飞行的电子束，偏转电极的作用是使电子束发生偏转，打在荧光屏的不同位置。
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高中物理第一章第9节带电粒子在电场中的运动教案
9 带电粒子在电场中的运动
本节分析
在前面学习静电场性质的基础上，本节学习处理带电粒子在电场中运动的问题．本节内容主要培养学生综合应用力学知识和电学知识的能力．内容由“带电粒子的加速”“带电粒子的偏转”“示波管的原理”三部分组成．这样安排学习内容梯度十分明显，也符合学生的认知规律．由于力学与电学的综合程度逐渐提高，学生学习出现一些困难也属正常现象．教师应该帮助学生铺设合理的台阶，逐步提高他们的综合分析能力．教材是通过例题的形式来研究带电粒子的加速和偏转问题的．这样的处理可以避免出现“加速度公式、位移公式、速度公式、偏转角公式”等，因为记忆这些公式不仅加重学生负担，更会严重冲击学生研究问题时的物理意识．
示波管原理部分不仅对力学、电学知识的综合能力的要求较高，而且要求有一定的空间想象能力．为此，教材第36页“思考与讨论”栏目中设计了四个问题，实际上是设置了四个台阶．教学中要循序渐进，给学生足够的思考空间．
教材中带电粒子做匀加速运动，但没有用匀加速运动的公式来处理，而是用动能定理来处理．这是因为在电场中应用动能定理有特别的优越性（静电力做功与路径无关）．学情分析
1．学生处理带电粒子在电场中运动的问题时，常常因“重力是否可以忽略”这一问题感到迷茫．教师处理这个问题时，要给学生总结归纳．
2．带电粒子的偏转
教材给出了电子垂直电场线方向射入匀强电场的情景．由于静电力方向与电子的初速度方向垂直，且静电力是恒力，所以学生可以据此判定电子只能做匀变速曲线运动，进而思考，用什么样的方法分析处理此类曲线运动的问题．
3．示波管的原理
学生没有根据沙摆实验得到振动曲线的基础，且本节也不宜用三角函数引入，因而本部分内容的学习难度较大，所以应该根据控制变量的思想逐步推进．
教学目标
●知识与技能
（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）综合运用静电力做功、电势差、等势面等概念研究带电粒子在电场中运动时的能量转化．
（3）了解示波管原理，并会分析简单现象．
●过程与方法
使用运动分解的方法，经历计算推导过程，培养学生的分析能力、抽象思维的能力和综合能力．
情感、态度与价值观
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．
教学重难点
重点：带电粒子在电场中的偏转．
难点：示波管原理．
教学方法
类比法、推导公式法、讨论法．
教学准备
多媒体辅助教学设备．
教学过程设计
运用能量知识求解Uq ＝12mv
2
v ＝
2Uq m
根据动能定理得：eU＝1
2
mv2－0，将U＝2 500 V
－30kg，e＝1.6×10－19C代
v≈3.0×107 m/s
问题讨论
的受力大小和方向怎样？
）垂直电场和平行电场方向的运动性质怎样？
）与学过的哪种运动形式类似？
深入探究：设两极板间电荷带电荷量为
，平行板长为l，两板间距为d，电势差为
【拓展练习】质子（质量为m、电荷量为e
氦离子（质量为4m、电荷量为2e）以相同的初动能垂直射入同一偏转电场中，离开电场后，它们的偏转角正切之，侧移之比为____.
【思维拓展】以相同的初速度进入同一偏转电场其结
1.亮斑的位置
（1）如果在横向电极XX′之间不加电压，但在竖向YY′之间加不变的电压，使Y的电势比Y′高（有时说这
YY′之间不加电压，
正，X′负），电子将打在荧光屏的什么位
2.亮斑运动——亮线
如果在电极XX′之间不加电压，而在电极
．亮线平移
YY′之间的电压如图所示，而在电极
X正，X′负），在荧光屏上会看到什么图XX′之间的电压是“X负，X′正”呢？试着在荧
亮斑运动的合成
YY′之间的电压如图甲所示，而在电极
间所加的电压按图乙所示的规律变化，在荧光屏上会看到什么图形？建议按以下步骤画图.
）在白纸上画出荧光屏的放大图；
甲乙
通过台阶小、步子密的策略把这个难度较大的运动合成问题逐步解决．）
举例说明本节用到了哪些科学方法．列出困惑之处。