第九节 带电粒子在电场中的运动学案
高中物理 选修3-1 第一章 第九节 带电粒子在电场中的应用 学案 导学案
高二年级，物理学科选修3——1课题：第一章、第九节、带电粒子在电场中的应用课型：新授课【学习目标】（一）知识与技能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。
（二）过程与方法通过带电粒子在电场中加速、偏转过程分析，培养学生的分析、推理能力。
学习重点：带电粒子在匀强电场中的运动规律。
学习难点：运用电学知识和力学知识综合处理偏转问题。
【学生自主学习】一、基础知识诱思:带电粒子在电场中会受到电场力的作用，就像重力场中的物体会受到重力一样。
当带电粒子在电场中只受电场力的作用时，会做什么样的运动呢？物理中遇到一些问题时往往研究一个较为特殊、较为简单的情形，在这里我们只研究带电粒子运动方向与电场平行和垂直情况下的加速和偏转问题。
二、新课预知：（一）、带电粒子的加速1．带电粒子：对于质量很小的带电粒子，如电子、质子等，虽然它们也会受到万有引力(重力)的作用，但一般来说________静电力，可以忽略。
2．带电粒子被加速：在匀强电场E中，被加速的粒子电荷量为q，质量为m，从静止开始加速的距离为d，加速后的速度为v，这些物理量间的关系满足________：。
在非匀强电场中，若粒子运动的初末位置的电势差为U，动能定理表达为：________。
一般情况下带电粒子被加速后的速度可表示成：。
（二）、带电粒子的偏转带电粒子的电荷量为q，质量为m，以初速度垂直电场线射入两极板间的匀强电场。
板长为、板间距为d，两极板间的电势差为U。
1．粒子在的方向上做________直线运动，穿越两极板的时间为：________。
2．粒子在垂直于的方向上做初速度__________的________速直线运动：加速度为：。
粒子离开电场时在电场方向上偏离原射入方向的距离称为________距离，用y表示，离开电场时速度方向跟射入时的初速度方向的夹角称为__________，用θ表示。
偏移距离为：y＝＝__________，偏转角：tanθ＝＝__________。
带电粒子在电场中的运动教案
一、教学目标：1. 让学生了解带电粒子在电场中的基本概念和原理。
2. 使学生掌握带电粒子在电场中的运动规律。
3. 培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
二、教学内容：1. 电场的基本概念：电场、电场强度、电势等。
2. 带电粒子在电场中的受力分析：电场力、电场力与重力的合成。
3. 带电粒子在电场中的运动规律：直线运动、曲线运动。
4. 电场中的能量转化：电势能、动能、势能。
5. 电场中的守恒定律：电荷守恒定律、能量守恒定律。
三、教学重点与难点：1. 教学重点：带电粒子在电场中的受力分析、运动规律、能量转化。
2. 教学难点：带电粒子在复杂电场中的运动分析、能量转化计算。
四、教学方法：1. 采用多媒体教学，展示带电粒子在电场中的运动过程。
2. 利用物理实验，让学生直观地观察带电粒子在电场中的行为。
3. 引导学生运用物理知识解决实际问题，提高学生的实践能力。
五、教学安排：1. 第1课时：介绍电场的基本概念，电场强度、电势的定义。
2. 第2课时：讲解带电粒子在电场中的受力分析，电场力与重力的合成。
3. 第3课时：学习带电粒子在电场中的直线运动规律，如匀速直线运动、加速直线运动。
4. 第4课时：学习带电粒子在电场中的曲线运动规律，如圆周运动、螺旋运动。
5. 第5课时：探讨电场中的能量转化，电势能、动能、势能的变化。
六、教学安排（续）：6. 第6课时：应用守恒定律分析电场中的粒子运动，电荷守恒定律和能量守恒定律的应用。
7. 第7课时：通过实例分析带电粒子在复杂电场中的运动，如非均匀电场、正负电荷间的相互作用。
8. 第8课时：练习题讲解，解决学生在作业中遇到的问题，巩固知识点。
9. 第9课时：开展小组讨论，探讨带电粒子在电场中运动的实际应用，如电子束聚焦、离子加速器等。
10. 第10课时：总结课程内容，进行课程复习，准备期末考试。
七、教学评价：1. 课堂提问：检查学生对带电粒子在电场中运动的理解程度。
2. 作业批改：评估学生对所学知识的掌握情况，纠正错误。
9带电粒子在电场中的运动-人教版选修3-1教案
9 带电粒子在电场中的运动-人教版选修3-1教案一、教学目标1.了解带电粒子在电场中的运动规律及其应用。
2.掌握电势差、电势能和电场力的概念。
3.能够运用电势差、电势能和电场力计算带电粒子的运动情况。
二、教学重点1.带电粒子在电场中的运动规律及其应用。
2.电势差、电势能和电场力的概念。
三、教学难点1.带电粒子在电场中的加速度计算。
2.电场力在不同情况下的计算。
四、教学内容4.1 带电粒子在电场中的运动规律当带电粒子在电场中运动时，其受到的电场力的方向和大小与带电粒子电荷性质、电场在该位置的分布情况、带电粒子的速度方向均有关。
带电粒子的运动可以通过电势能和机械能守恒定律来描述。
当带电粒子从电势高的地方静止地移动到电势低的地方时，它具有了一定的动能。
在带电粒子运动过程中，电势能减少，而动能增加。
如果一个带电粒子在电势差为U的电场中由A点运动到B点，根据电势能守恒定律可得表示带电粒子在A、B点的电势能分别为i1和i2，则其电势差U为：U = i1 - i2带电粒子所受外力和动能之和等于它的总能量。
因此，带电粒子在电场中具有机械能守恒定律。
根据机械能守恒定律可得：1/2mv1^2 + i1 = 1/2mv2^2 + i2式中，m为带电粒子的质量，v1、v2为带电粒子在A、B点的速度，i1、i2为带电粒子在A、B点的电势能。
4.2 电场力和电势能电场力是指带电粒子在电场中所受的力。
在电场中，带电粒子所受的电场力的大小与所处位置的电场强度大小和带电粒子电荷的正负有关。
电场力的大小可以用以下公式表示：F = Eq式中，F为电场力，E为电场强度，q为带电粒子所带电荷量。
电势能是指带电粒子在电场中的位置的电势。
在电场中，电势差可以用以下公式表示：∆V = V2 - V1 = -WAB/q式中，∆V是电势差，V2为另一点的电势，V1为一个点的电势，WAB为从点A到点B所受的电场力做功。
4.3 带电粒子在电场中的运动规律的应用在带电粒子在电场中的运动规律的应用中，通常会涉及到以下几个方面：1.带电粒子的加速度计算。
高中物理第一章静电场第九节带电粒子在电场中的运动学案新人教版选修
第九节 带电粒子在电场中的运动（1）【学习目标】1、会推导带电粒子在电场中加速的速度表达式．2、会推导带电粒子在匀强电场中偏转的偏转距离和偏转角 【新知预习】1．带电粒子的加速——动能定理(若在匀强电场中做直线运动则与一般的匀加速直线运动规律相同) 2．带电粒子在匀强电场中的偏转——类平抛运动 3．动能定理的表达式：4．平抛运动的相关知识5．电场力做功的计算方法： W= （恒力→匀强电场） W= （任何电场） 【导析探究】导析一．带电粒子在电场中被加速例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 ，从左孔飘入板间电场，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）请用牛顿第二定律结合运动学公式解答本题．（称之为解法一）（2）请用电场力做功w=qU 结合动能定理解答本题．（称之为解法二）例2 右图所示，尖端Ｃ为一个极，以Ｃ为圆心，金属曲面AB 为另一极．金属曲面上开有小孔Ｏ．两极间电压为Ｕ，Ｃ为低电势．电子从Ｃ激发后，在电场中被加速，求电子从孔Ｏ离开时的动能．思考：能用解法一答题吗，能用解法二答题吗？讨论后解答本题．U－+特别提示1．带电粒子是指像电子、质子这样的微观粒子，相比它们所受的电场力，其重力小到忽略不计． 2．带电粒子在非匀强电场中受到的电场力是变力，所以，只能用动能定理研究；带电粒子在匀强电场中受到的电场力是恒力，所以，既可以用动能定理研究，也可以用牛顿第二定律研究． 3．由221mv qU =有mqUv 2=⑴ ⑴式在匀强电场、非匀强电场中都成立；⑴式中Ｕ为初、末状态之间的电压．．．．．．．．．．．．； ⑴式成立条件：带电粒子初速度为零． 导析二 . 带电粒子在匀强电场中的偏转情景4 在真空中放置一对金属板Y 、Y ＇，把两板接到电源上，两板间就出现一个匀强电场，极板电压为Ｕ，板间距离为d ，板长为Ｌ．一个电子（e,m ）平行两金属板沿中线射入电场中，初速度用v 0表示．（1）分析电子的初始条件与受力情况，判断电子将如何运动？（2）假设电子能射出电场．设出射点与入射点在电场方向的投影距离为偏转位移y ，出射点速度与入射速度的夹角叫偏转角θ．请推导偏转位移y 、偏转角θ的正切值的表达式．（3）假设电子没有射出电场，而是落在L 32处，求末动能． 特别提示1．若带电粒子垂直进入匀强电场中，由于惯性，带电粒子沿初速度方向做匀速直线运动，由于受到电场力是恒力，带电粒子沿电场力方向做初速度为零的匀加速直线运动，这两个运动同时发生，故带电粒子做匀变速曲线运动（称“类平抛”）．2．若带电粒子能从电场中射出，其偏转位移U dmv ql y 2022=，偏转角Φ的正切 U dmv ql20tan =φ．2019-2020学年高考物理模拟试卷一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的1．一定质量的理想气体，从状态M 开始，经状态N 、Q 回到原状态M ，其p-V 图象如图所示，其中QM 平行于横轴，NQ 平行于纵轴．则（ ）A ．M→N 过程气体温度不变B ．N→Q 过程气体对外做功C ．N→Q 过程气体内能减小D ．Q→M 过程气体放出热量2．一弹簧振子做简谐运动，周期为T ，以下描述正确的是 A ．若△t=2T，则在t 时刻和（t+△t ）时刻弹簧长度一定相等 B ．若△t=T ，则在t 时刻和（t+△t ）时刻振子运动的加速度一定相等 C ．若t 和（t+△t ）时刻振子运动速度大小相等，方向相反，则△t 一定等于2T的整数倍 D ．若t 和（t+△t ）时刻振子运动位移大小相等，方向相反，则△t 一定等于T 的整数倍 3．对于一定质量的理想气体，下列叙述中正确的是（ ） A ．当分子间的平均距离变大时，气体压强一定变小 B ．当分子热运动变剧烈时，气体压强一定变大C ．当分子热运动变剧烈且分子平均距离变小时，气体压强一定变大D ．当分子热运动变剧烈且分子平均距离变大时，气体压强一定变大4．甲、乙两质点在同一条直线上运动，质点甲做匀变速直线运动，质点乙做匀速直线运动，其中图线甲为抛物线的左半支且顶点在15s 处，图线乙为一条过原点的倾斜直线。
高中物理 第一章 第9节 带电粒子在电场中的运动导学案(含解析)新人教版选修
高中物理第一章第9节带电粒子在电场中的运动导学案(含解析)新人教版选修1、会分析带电粒子在电场中的受力特点和运动特点、2、掌握带电粒子在电场中加速和偏转遵循的规律、3、知道示波管的主要构造和工作原理、一、带电粒子的加速1、带电粒子：对于质量很小的带电粒子，如电子、质子等，虽然它们也会受到万有引力(重力)的作用，但一般说来远小于静电力，可以忽略、2、在匀强电场E中，被加速的粒子电荷量为q，质量为m，从静止开始加速的距离为d，加速后的速度为v，这些物理量间的关系满足动能定理：qEd＝mv2、在非匀强电场中，若粒子运动的初末位置的电势差为U，动能定理表达为：qU＝mv2、一般情况下带电粒子被加速后的速度可表达成：v＝、[判一判]1、(1)质量很小的粒子不受万有引力的作用、()(2)带电粒子在电场中只受电场力作用时，电场力一定做正功、()(3)电场力做正功时，粒子动能一定增加、()提示：(1) (2) (3)二、带电粒子的偏转1、进入电场的方式：以初速度v0垂直于电场方向进入匀强电场、2、运动特点3、运动规律(如图)运动速度：vy＝at＝位移：y＝垂直电场方向[想一想]2、所带电荷量相同的不同粒子，以相同的初速度垂直电场线射入匀强电场，它们在电场中的运动相同吗？提示：不一定相同、如果电性不同，带电粒子在电场中的偏转方向不同；如果质量不同，它们在电场中的加速度不同、三、示波管的原理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(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，如图所示、2、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，出现热电子发射，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，如果在Y偏转极板上加一个信号电压，在X偏转极板上加一扫描电压，在荧光屏上就会出现按Y偏转电压规律变化的可视图像、带电粒子在电场中的加速1、带电粒子的分类(1)微观粒子如电子、质子、α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)、(2)宏观微粒如液滴、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、2、处理思路(1)受力分析仍按力学中受力分析的方法分析，只是多了一个电场力而已，如果带电粒子在匀强电场中，则电场力为恒力(qE)；如果在非匀强电场中，则电场力为变力、(2)运动过程分析带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场，受到的电场力与运动方向在同一条直线上，做匀加(减)速直线运动、(3)处理方法①力和运动关系法牛顿第二定律根据带电粒子受到的电场力，用牛顿第二定律求出加速度，结合运动学公式确定带电粒子的速度、时间和位移等、这种方法通常适用于受恒力作用下做匀变速运动的情况、②功能关系法动能定理由粒子动能的变化量等于电场力做的功知：mv2－mv＝qU，v＝；若粒子的初速度为零，则v＝、这种方法既适用于匀强电场，也适用于非匀强电场，因为公式W＝qU适用于任何电场、如图所示，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()A、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[思路探究] (1)电子在板间做什么运动？(2)有哪些方法可以求解v、t?[解析] 由动能定理有mv2＝eU，得v＝，可见电子到达Q板的速率与板间距离d无关，故A项对、B项错、两极板间为匀强电场E＝，电子的加速度a＝，由运动学公式d＝at2得t＝＝，若两极板间电势差增大一倍，则电子到达Q板时间减为倍，故C、D项都错、[答案] A借题发挥(1)对带电粒子在电场中的运动，从受力的角度来看，遵循牛顿运动定律；从做功的角度来看，遵循能的转化和守恒定律、(2)用动力学的观点来计算，只适用于匀强电场，即粒子做匀变速直线运动、而用功能的观点来计算，即qU＝mv2－mv，则适用于一切电场，这正是功能观点较动力学观点分析的优越之处、1、(xx高考新课标全国卷Ⅰ)一水平放置的平行板电容器的两极板间距为d，极板分别与电池两极相连、上极板中心有一小孔(小孔对电场的影响可忽略不计)、小孔正上方处的P点有一带电粒子，该粒子从静止开始下落、经过小孔进入电容器，并在下极板处(未与极板接触)返回、若将下极板向上平移，则从P点开始下落的相同粒子将()A、打到下极板上B、在下极板处返回C、在距上极板处返回D、在距上极板处返回解析：选D、本题应从动能定理的角度解决问题、带电粒子在重力作用下下落，此过程中重力做正功，当带电粒子进入平行板电容器时，电场力对带电粒子做负功，若带电粒子在下极板处返回，由动能定理得mg－qU＝0；若电容器下极板上移，设带电粒子在距上极板d′处返回，则重力做功WG＝mg，电场力做功W电＝－qU′＝－qU＝－qU，由动能定理得WG＋W电＝0，联立各式解得d′＝d，选项D正确、带电粒子在电场中的偏转1、基本关系(如图所示)2、导出关系粒子离开电场时的侧移位移为：y＝粒子离开电场时速度偏转角的正切tan θ＝＝粒子离开电场时位移与初速度夹角的正切tan α＝＝、3、几个推论(1)粒子射出电场时好像从板长l的处沿直线射出，根据y/tan θ＝l/2、(2)位移方向与初速度方向间夹角的正切为速度偏转角正切的，根据tan α＝tan θ、(3)若几种不同的带电粒子经同一电场加速之后再进入同一个偏转电场，粒子的侧移位移、偏转角与粒子的q、m无关，仅取决于加速电场和偏转电场、根据y＝，tan θ＝、其中U1为加速电场的电压，U2为偏转电场的电压、特别提醒：对带电粒子在电场中的偏转问题也可以选择动能定理求解，但只能求出速度的大小，不能求出速度的方向，涉及方向问题，必须采用把运动分解的方法、(xx聊城三中高二月考)一束电子流在经U＝5 000 V的加速电压加速后，在距两极板等距离处垂直进入平行板间的匀强电场，如图所示、若两板间距d＝1、0 cm，板长l＝5、0 cm，那么要使电子能从平行板间飞出，两个极板上最大能加多大电压？[思路探究] 如果平行板间电压不断增大，偏转距离y将如何变化？电子的运动轨迹如何变化？[解析] 加速过程，由动能定理得eU＝mv①进入偏转电场，电子在平行于板面的方向上做匀速运动l＝v0t②在垂直于板面的方向做匀加速直线运动加速度a＝＝③偏距y＝at2④能飞出的条件为y≤⑤联立①～⑤式解得U′≤＝4、0102 V即要使电子能飞出，所加电压最大为400 V、[答案] 400 V借题发挥(1)处理带电粒子在电场中先加速后偏转的问题，常用的方法是动能定理、运动的合成与分解、牛顿运动定律、运动学公式等，通常将运动分解成平行电场强度方向的匀变速直线运动和垂直电场强度方向的匀速运动、(2)带电粒子能否飞出偏转电场，关键看带电粒子在电场中的偏移量，粒子恰能飞出极板和粒子恰不能飞出极板，对应着同一临界状态，分析时根据题意找出临界状态，由临界状态来确定极值，这是求解极值问题的常用方法、2、如图所示，一束带电粒子(不计重力)垂直电场方向进入偏转电场，试讨论在以下情况中，粒子应具有什么条件，才能得到相同的偏转距离y和偏转角度θ，已知粒子的电荷量为q，质量为m，极板长度为l，间距为d，电势差为U、l、d、U为定值，q、m为不定值、(1)以相同的初速度v0进入偏转电场；(2)以相同的初动能Ek0进入偏转电场；(3)先由同一电场直线加速后再进入偏转电场、解析：从带电粒子在匀强电场中偏转的规律，得粒子的侧移位移和偏转角的正切表达式：y＝at2＝①tan θ＝＝＝、②(1)v0相同，那么对m、q不同的带电粒子而言，若q/m 相同，y、θ也就相同，所以条件为：粒子的比荷相同、(2)Ek0＝mv，将mv＝2Ek0代入①②式，便知y和θ就与一个变量q有关了，所以条件为：粒子的电荷量相同、(3)设加速电场的电势差为U0，那么mv＝qU0，将mv＝2qU0代入①②式，得y＝，tan θ＝，即不论m、q如何，y、θ都相同、答案：见解析规范答题带电粒子在电场中的圆周运动[范例] (xx高考新课标全国卷Ⅱ)(18分)如图，匀强电场中有一半径为r的光滑绝缘圆轨道，轨道平面与电场方向平行、a、b为轨道直径的两端，该直径与电场方向平行、一电荷为q(q>0)的质点沿轨道内侧运动、经过a点和b点时对轨道压力的大小分别为Na和Nb、不计重力，求电场强度的大小E、质点经过a点和b点时的动能、[答题模板] 小球在光滑轨道上做圆周运动，在a、b两点时，静电力和轨道的作用力的合力提供向心力，由b到a只有电场力做功，利用动能定理，可求解E 及a、b两点的动能、质点所受电场力的大小为F＝qE①(2分)设质点质量为m，经过a点和b点时的速度大小分别为va和vb，由牛顿第二定律有F＋Na＝m②(2分)Nb－F＝m③(2分)设质点经过a 点和b点时的动能分别为Eka和Ekb，有Eka＝mv④(2分)Ekb＝mv⑤(2分)根据动能定理有Ekb－Eka＝2rF⑥(2分)联立①②③④⑤⑥式得E＝(Nb－Na)(2分)Eka＝(Nb＋5Na)(2分)Ekb＝(5Nb＋Na)、(2分)[答案] (Nb－Na) (Nb＋5Na) (5Nb＋Na)[名师点评] 电场中带电粒子在竖直平面内做圆周运动，临界状态在等效“最高点”、(1)等效“最高点”的特点：mg和Eq的合力与绳的拉力在同一直线上，且方向相同、(2)等效“最低点”的特点：物体速度最大，绳的拉力最大，mg和Eq的合力与绳的拉力在同一直线上，且方向相反、。
高中物理选修3-1.9(带电粒子在电场中的运动导学案)
第九节《带电粒子在电场中的运动》导学案【学习目标】1.掌握带电粒子在匀强电场中的加速问题的处理方法；2.掌握带电粒子在匀强电场中的偏转问题的处理方法.【预习】1、 带电粒子：如电子、质子、原子核等，一般情况下，重力<<电场力，重力可忽略不计。
2、 物体做直线运动和曲线运动的条件？3、 带电粒子沿电场线方向进入匀强电场后，分析其运动状态？4、 带电粒子以初速v 0 垂直于电场线方向飞入匀强电场，分析其运动状态？【教学过程】1、带电粒子在匀强电场中的加速：例1：如图，A 、B 两足够大的金属板间电压为U ，间距为d ，一质子带电量为q ，质量为m ，由静止从A 板出发，求质子到达B 板时的速度。
练习一、如图所示的电场中有A 、B 两点，A 、B 的电势差U AB ＝100V ，一个质量为m =2.0×10-12kg 、电量为q =－5.0×10-8C 的带电粒子，以初速度v 0 =3.0×103m/s 由A 点运动到B 点，求粒子到达B 点时的速率。
（不计粒子重力）练习二、下列粒子由静止经加速电压为U 的电场加速后，哪种粒子动能最大 （ ）哪种粒子速度最大 （ ）A.质子B.电子C.氘核D.氦核2、带电粒子在匀强电场中的偏转：例2、如图所示，板间电压为U ，距离为d ，板长为L ，一质子质量为m ，电量为q ，以初速度v 0从O 点垂直射入两板间的匀强电场中，求质子射出电场时：⑴沿垂直板面方向偏移的距离y ；⑵速度偏转角度tan α； ⑶位移与初速度夹角tanθ； ⑷将速度v 反向延长交图中虚线与A 点，求X OA 。
－ － －－ A B练习三、质子(质量为m、电量为e)和二价氦离子(质量为4m、电量为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比为，侧移之比为。
以相同的初速度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比为，侧移之比为。
高中物理第一章静电场第九节带电粒子在电场中的运动学案新人教选修
第九节带电粒子在电场中的运动（2）【学习目标】1.会判断带电体在电场中的运动情况及有关物理量变化情况．2.会用动力学方法研究带电粒子在电场中的运动．3.会用动能定理研究带电粒子在电场中的运动．【新知预习】1.带电体在电场中的运动情况要抓住受力和初速度的关系进行分析判断，弄清运动情况后，再选用相关规律对物理量的变化进行判断．2.如果带电粒子在恒力（或各段中都是恒力）作用下运动，可选用结合进行处理．3.静电力做功与带电体运动的无关，只与有关，应用动能定理时可以回避每个过程的分析，只对全过程列一个方程即可求解．4.用包括电势能、动能、内能等在内的能量守恒定律处理问题，找等量关系有两条线索：一是初、末状态的总能量；二是某些能量的等于另一些能量的．【导析探究】导析一：带电体在电场中运动情况及有关物理量变化情况的判断【例1】如图所示，一个质量为m，带电量为q的粒子，从两平行板左侧中点沿垂直场强方向射入，当入射速度为v0时，恰好穿过电场而不碰到金属板上．要使粒子的入射速度变为v0/2，仍能恰好穿过电场，则必须再使（）A.粒子的电量变为原来的1/4B.两板间电压减为原来的1/2C.两板间距离增为原来的4倍D.两板间距离增为原来的2倍【例2】如图所示，有三个质量相等，分别带正电、带负电和不带电的小球，从带电平行金属板间的P点、以相同速率垂直电场方向射入电场，它们分别落到正极板的A、B、C三点上，则（）Ａ．A带正电、B不带电、C带负电Ｂ．三小球在电场中运动时间相等Ｃ．在电场中加速度的关系是a C>a B>a AＤ．到达正极板时动能关系E kA>E kB>E kC导析二：用动力学方法处理带电粒子在电场中的运动问题【例3】一水平放置的平行板电容器，置于真空中，开始时两板间匀强电场的场强大小为E1．这时一带电微粒在电场中处于静止，现将两板间的场强大小由E1突然增大到E2，但保持方向不变，持续一段时间后，又突然将电场反向，而保持E2的大小不变，再持续一段同样长的时间后，微粒恰好回到初始位置，已知在整个过程中，微粒不与极板相撞，求场强E2的大小．【例4】如图所示，质量为m、带电荷量为 q的小球从距地面高h处以一定的初速度v0水平抛出，在距抛出水平距离为L处，有一根管径比小球直径略大的管，管的上口距地面h/2，为使小球能无碰撞地通过竖直细管、可在管口上方整个区域里加一场强方向向左的匀强电场．求：（1）小球的初速度v0；（2）电场强度E的大小；（3）小球落地时的动能．导析三：用能量观点处理问题【例5】一个质量为m、带有电荷-q的小物体，可在水平轨道Ox上运动，O端处有一与轨道垂直的固定墙，轨道处于匀强电场中，其场强大小为E,方向沿OX轴正方向,如图所示．小物体以初速度v0从距Ｏ点x0的点沿OX轨道运动，运动时受到大小不变的摩擦力f作用，且f＜qE；设小物体与墙碰撞时不损失机械能，且电荷量保持不变，求它在停止运动前所通过的总路程s．导析四：带电体在电场、重力场的复合场中的运动【例6】如图所示，ABCDF为一绝缘光滑轨道，竖直放置在水平方向的匀强电场中，BCDF是半径为R的圆形轨道，已知电场强度为E，今有质量为m的带电小球在电场力作用下由静止从A点开始沿轨道运动，小球受到的电场力和重力大小相等，要使小球沿轨道做圆周运动，则AB间的距离至少为多大？2019-2020学年高考物理模拟试卷一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的1．跳伞表演是人们普遍喜欢的观赏性体育项目，如图所示，当运动员从直升机上由静止跳下后，若在下落过程中受到水平风力的影响，下列说法中正确的是（ ）A ．风力越大，下落过程重力的冲量越大B ．风力越大，着地时的动能越大C ．风力越大，下落的时间越短D ．下落过程的位移与风力无关2．如图所示，一个人静止在地面上，当60α︒=时，人能拉起重物的最大重力为人重力的0.2倍，已知地面对人的最大静摩擦力等于滑动摩擦力（忽略定滑轮的摩擦力），则当30︒=α时，人静止时能拉起重物的最大重力约为人重力的（ ）A ．0.3倍B ．0.6倍C ．0.8倍D ．1.61倍3．某时刻水平抛出的小球，在1s t =时的速度方向与水平方向的夹角130θ=，2s t =，其速度方向与水平方向的夹角260θ=。
《带电粒子在电场中的运动》示范教案
诚西郊市崇武区沿街学校第九节带电粒子在电场中的运动〔一〕知识与技能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根本原理．〔二〕过程与方法通过带电粒子在电场中加速、偏转过程分析，培养学生的分析、推理才能〔三〕情感、态度与价值观通过知识的应用，培养学生热爱科学的精神重点带电粒子在匀强电场中的运动规律难点运用电学知识和力学知识综合处理偏转问题教学方法讲授法、归纳法、互动探究法教具多媒体课件教学过程〔一〕引入新课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者者改变带电粒子的运动。
详细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〕进展新课教师活动：引导学生复习回忆相关知识点〔1〕牛顿第二定律的内容是什么〔2〕动能定理的表达式是什么〔3〕平抛运动的相关知识点。
〔4〕静电力做功的计算方法。
学生活动：结合自己的实际情况回忆复习。
师生互动强化认识：〔1〕a=F 合/m 〔注意是F 合〕〔2〕W 合=△Ek=12k k E E 〔注意是合力做的功〕〔3〕平抛运动的相关知识〔4〕W=F·scosθ〔恒力→匀强电场〕W=qU 〔任何电场〕1、带电粒子的加速教师活动：提出问题要使带电粒子在电场中只被加速而不改变运动方向该怎么办〔相关知识链接：合外力与初速度在一条直线上，改变速度的大小；合外力与初速度成90°，仅改变速度的方向；合外力与初速度成一定角度θ，既改变速度的大小又改变速度的方向〕学生探究活动：结合相关知识提出设计方案并互相讨论其可行性。
学生介绍自己的设计方案。
师生互动归纳：〔教师要对学生进展鼓励评价〕方案1：v0=0，仅受电场力就会做加速运动，可到达目的。
方案2：v0≠0，仅受电场力，电场力的方向应同v0同向才能到达加速的目的。
教师投影：加速示意图．学生探究活动：上面示意图中两电荷电性换一下能否到达加速的目的〔提示：从实际角度考虑，注意两边是金属板〕学生汇报探究结果：不可行，直接打在板上。
带电粒子在电场中的运动 (导)学案
9 带电粒子在电场中的运动1．能够处理带电粒子在电场中的运动学和动力学问题。
2．会解决带电粒子在电场中的能量转化问题。
3．了解示波器的构造和工作原理。
示波管可以把电信号转换成图像信号，那么，你知道它是怎样工作的吗？它的工作原理又是怎样的呢？示波管的示意图答案：提示：示波管通过电场控制电子束的运动，使电子束打在荧光屏上产生荧光，从而显示图像。
1．带电粒子的加速(1)带电粒子：对于质量很小的带电粒子，如电子、质子等，虽然它们也会受到万有引力(重力)的作用，但一般说来________静电力，可以忽略。
(2)带电粒子被加速：在匀强电场E 中，被加速的粒子电荷量为q ，质量为m ，从静止开始加速的距离为d ，加速后的速度为V ，这些物理量间的关系满足________：qEd ＝12mv 2。
在非匀强电场中，若粒子运动的初末位置的电势差为U ，动能定理表达为：________。
一般情况下带电粒子被加速后的速度可表达成：v ＝2qUm。
思考1：有些带电物体，如带电小球、带电液滴、带电尘埃等受力有何特点？ 2．带电粒子的偏转带电粒子的电荷量为q 、质量为m ，以初速度V 0垂直电场线射入两极板间的匀强电场。
板长为l 、板间距为d ，两极板间的电势差为U 。
(1)粒子在V 0的方向上做________直线运动：穿越两极板的时间为__________。
(2)粒子在垂直于V 0的方向上做初速度______的______速直线运动：加速度为a ＝qUdm。
粒子离开电场时在电场方向上偏离原射入方向的距离称为______距离，用y 表示，离开电场时速度方向跟射入时的初速度方向的夹角称为________，用θ表示。
偏移距离为：y ＝12at 2＝____________，偏转角：tan θ＝v ⊥v 0＝________。
思考2：所带电荷量相同的不同粒子，以相同的初速度垂直电场线射入匀强电场，它们在电场中的运动相同吗？3．示波管的原理 (1)示波管的构造：示波管是一个真空电子管，主要由三部分组成，分别是：__________、两对________和________。
第九节《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一、教材分析：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。
二、教学目标：知识与技能：（1）了解带电粒子在电场中的运动——只受电场力，带电粒子做匀变速运动。
（2）重点掌握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)。
（3）知道示波管的主要构造和工作原理。
过程与方法：培养学生综合运用力学和电学的知识分析解决带电粒子在电场中的运动。
情感态度与价值观：（1）渗透物理学方法的教育：运用理想化方法，突出主要因素，忽略次要因素，不计粒子重力。
（2）培养学生综合分析问题的能力，体会物理知识的实际应用。
三、教学重点与难点：重点：带电粒子在电场中的加速和偏转规律。
难点：带电粒子在电场中的偏转问题及应用。
四、教学用具：示波器、刻度尺五、教学过程：教师教学过程学生活动及设计目的（一）新课引入复习力学及本章前面相关知识，要点：动能定理、平抛运动规律、牛顿定律、场强等。
带电粒子在电场中受到静电力作用，我们可以利用电场来控制粒子，使它加速或偏转，下面我们就来研究带电粒子在电场中的运动。
（二）新课教学一、带电粒子在电场中的平衡、加速和减速1、若带电粒子在电场中所受合力为零时，即回忆前面所学知识。
结合所学的平衡知识，理复习：物体在只受重力的作用下，被水平抛出，在水平方向上不受力，将做匀速直线运动，在竖直方向上只受重力，做初速度为零的自由落体运动。
物体的实际运动为这两种运动的合运动。
详细分析讲解例题二。
解：粒子v 0在电场中做类平抛运动沿电场方向匀速运动所以有：t v L 0= ①电子射出电场时，在垂直于电场方向偏移的距离为：221aty = ② 粒子在垂直于电场方向的加速度：mdeUm eE m F a === ③由①②③得：2021⎪⎪⎭⎫⎝⎛⋅⋅=v L m d eU y ④ 代入数据得：36.0=y m 即电子射出时沿垂直于板面方向偏离0.36m电子射出电场时沿电场方向的速度不变仍为v 0，而垂直于电场方向的速度：v Lmd eU at v ⋅==⊥ ⑤故电子离开电场时的偏转角θ为：20tan mdv eULv v ==⊥θ ⑥ 代入数据得：θ=6.8° 三、示波管的原理 （1）示波器：用来观察电信号随时间回忆平抛运动的研究方法。
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第九节 带电粒子在电场中的运动学案
一 知识回顾：
1. 匀强电场中场强与电势差的关系___________.
2. 静电力做功与电势差的关系_________________
3. 电场力的表达式________________________
4. 牛顿第二定律公式________________________
5. 动能定理的表达式_______________________
6. 平抛运动可以分解为水平方向的_________________运动,和竖直方向的__________运动.水平位移X=__________,竖直位移Y=___________。
二 带电粒子的加速问题
如图真空中有一对平行金属板，两板间电势差为U.质量为m 带正电量为q 的粒子，无初速的放入真空中两带电平行板产生的电场中,两板间距为d,（忽略粒子重力） (1)质子将如何种运动？
(2)它从另一板o 孔处穿出时的速度vo 多大？
(3)讨论有几种求vo 的方法。
比较优缺点。
三.带电粒子的偏转问题
（接上题）该电子从B 孔穿出后将做什么运动？
如果进入一垂直于速度方向的匀强电场中呢？
如图2初速度v 0的电子飞入真空中两带电平行板之
间。
板长为L,两板间距离是d.两板间电压是U ，若
电子能穿出电场.
（1）电子在电场中将如何运动？
（2）电子在电场内运动了多长 时间？
（3）电子射出电场时沿垂直于初速度方向偏转的
角度和偏移的距离是多少？
图
1 图2。