10.5 带电粒子在电场中的运动
【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； 3． 了解示波管的构造和基本原理；
【课前预习】
一、知识回顾：
1． 物体做直线运动、曲线运动的条件： 2． 研究平抛运动的方法？ 3． 动能定理及其表达式： 二、预习结果展示：
1.带电粒子在电场中能做哪些运动？请举例说明？
2.示波管由哪几部分组成：
3.当带电微粒在电场中同时受到几个力而使其受力平衡时，则除电场力外其余几个力的合力Fˊ=Eｑ,所以此时电场强度E= 。
【新授学习】 一、 新课导入
我们已经研究了带电粒子的平衡问题，今天我们来研究带电粒子在电场中的的运动问题
二、新课学习
说明：我们主要研究带电粒子在电场中的运动，一般情况下微观粒子（如质子、电子、ａ粒子等）在没有特别说明的情况下其重力远远小于电场力，故可忽略其重力的影响，只考虑电场力，而其它宏观中的带电小物体（如带电液滴、带电小球等）在没有特别说明的情况下我们要考虑它们自身的重力。
1、带电粒子在匀强电场中的加速：（匀变速直线运动） 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。 （用两种解题方法）
方法一：牛顿运动定律＋运动学公式：
方法二：动能定理（能量观点）
总结： 2、带电粒子在匀强电场中的偏转：（匀变速曲线运动）
例2、如上图所示：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VO从O点垂直射入两板间的匀强电场中，求质子射出电场时： （1） 沿垂直板面方向偏移的距离y. （2） 偏转角度tan?。
（3） 位移与初速度夹角tanθ。
（4） 将速度v反向延长交图中虚线与A点，求XOA。
思考：1、偏转角度tan?和位移与初速度夹角tanθ有什么关系？
2、粒子从偏转电场中射出时，就好像是从板间的1/2处沿直线射出似的吗？
三、带电粒子在电场中先加速后偏转：（选做）
例3、如上图，加速电压为U1,偏转电压为U2,偏转极板长为ｌ，间距为ｄ，求质量为ｍ，带电量为ｑ的质子经加速电压和偏转电压射出电场后的偏移量y及偏转角度tan?。
思考讨论：经过相同电场加速，又经过相同电场偏转的不同带电粒子，其运动轨迹重合吗？偏转位移、偏转角度与粒子的带电量和质量有关吗？ 四、示波管的原理：
【问题】课本36页思考与讨论，小组交流展示，说明示波管的工作原理。
【课后练习】
1．下列粒子从初速度为零的状态经加速电压为U的电场后，哪种粒子的速度最大（ ）
A．质子；B.氘核；C.氦核（?粒子）；D.钠粒子Na?；
2．如图所示，带电量之比为qA:qB?1:3的带电粒子A、B先后以相同的速度从同一点射入平行板电容器中，不计重力，带电粒子偏转后打在同一极板上，水平飞行距离之比为xA:xB?2:1，则带电粒子的质量之比mA:mB以及在电场中飞行时间之比tA:tB分别为（ ）
A． 1:1，2:3； B． 2:1，3:2； C． 1:1，3:4； D． 4:3，2:1 E．
3．如图所示，有三个质量相等，分别带正电、负电和不带电的小球，从平行板电场中的P点以相同的初速度垂直于E进入电场，它们分别落于A、B、C三点，则可判断（ ） A．落到A点的小球带正电，落到B点的小球不带电； B．三个小球在电场中运动时间相等；
C．三个小球到达正极板时的动能关系是EkA?EkB?EkC； D．三个小球在电场中运动的加速度关系是aA?aB?aC；
4．电子垂直射入两带电平行金属板间的匀强电场中,电子通过电场后发生了侧移,则 A． 电子射入的速度越大,侧移量越大 B．两板间电压越大,侧移量越大 C．两板间距离越大,侧移量越大 D．两板越长,侧移量越大
5．若质子和粒子以相同的速度垂直进入同一偏转电场,出电场时,它们的偏转角的正切之比tg?H:tg?a=_______,若它们从静止开始经同一加速电场加速后,垂直进入同一偏转电场,出电场时,偏转角正切之比tg?′H:tg?′a=_______
6．如图所示，AB板间有一匀强电场，两板间距为d，所加电压为U，有一带电油滴以初速v竖直向上自M点飞
入电场，到达N点时，速度方向恰好变为水平，大小等于初速v，试求： （1）油滴从M点到N点的时间 （2）MN两点间的电势差．
10.5带电粒子在电场中的运动学案
