第06节示波器的奥秘.docx

选修3-1第一章第6节 示波器的奥秘
【学习目标】
　　1.学会研究带电粒子在电场中运动时的加速度、速度、位移等变化规律。
2.学会研究带电粒子在电场中运动时的能量转化规律。
【重点难点】
带电粒子在电场中运动加速和偏转
【课前预学】
1.带电粒子在电场中的加速
真空中有一对平行板,A板接电源的正极,B板接电源的负极,两极板间形成匀强电场。在两板间若要加速一个电子,获得最大的速度,该电子应从 极板释放。若极板间电势差为U,电子质量为m、电荷量为q,加速后的最大速度为 。 
2.带电粒子在匀强电场中的偏转
(1)进入电场的方式:以初速度v0 电场线进入匀强电场。
(2)受力特点:静电力大小 ,且方向与初速度v0的方向 。
(3)运动特点:做 ,与力学中的平抛运动类似,故称作 。[来源:Z§xx§k.Com]
(4)运动规律:初速度方向:位移X= ;速度Vx= ;
沿电场线方向：加速度a= ;位移Y= ;速度Vy= ;
合运动：总位移S= ；合速度V= 。
[【课堂探究】
主题1:带电粒子在电场中的加速
阅读教材中“带电粒子的加速”部分的内容,回答下列问题。
(1)教材中对图1.9-1(计算粒子到达另一个极板时的速度)情形是从功能转化角度运用动能定理分析的,你能否利用牛顿第二定律从动力学角度进行分析?
(2)如果带电粒子不是由静止开始,而是以初速度v0从正极板向负极板运动,到达负极板时的速率是多少?如果沿着不同的路线,到达负极板时的速率相等吗?

主题2:类平抛运动
阅读教材中“带电粒子的偏转”和例题2中的内容,回答下列问题。
(1)例题2中带电粒子在电场中受到的静电力是恒力吗?为什么?粒子受到的静电力的方向与其初速度的方向是什么关系?

(2)把带电粒子在偏转电极中的运动与研究平抛运动的方法进行类比。为什么我们常把垂直射入匀强电场的带电粒子的运动叫作类平抛运动,它与平抛运动有哪些相似之处?又有哪些不同之处?

(3)在例题2中,电子穿出极板的时间为t=,如果增大极板间电势差U,电子是否可能飞不出极板?如果飞不出极板,电子将落在哪里?电子运动的时间由哪些量决定?

(4)在例题2中电子射出极板后将做什么运动?是否仍然可以用分运动的合成来研究其在电场外的运动?

【技能检测】
1.下列粒子从初速度为零的状态经过电压为U的电场加速后,粒子速度最大的是( 　　)
A.质子　　　　　B.氘核　　　　　C.氦核　　　　　D.钠离子Na+
2. 一带电粒子在电场中只受静电力作用时,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
3. 如图所示,一质量为4.0×10-15 kg、电荷量为2.0×10-9 C 的带正电质点,以4.0×104 m/s的速度垂直于电场方向从a点进入匀强电场区域,并从b点离开电场区域。离开电场时的速度为5.0×104 m/s,由此可知,电场中a、b两点间的电势差φa-φb=　　　　V;
带电质点离开电场时的速度在电场方向上的分量为　　　　m/s。(不考虑重力作用) 
4.如图所示,在两条平行的虚线内存在着宽度为L、电场强度为E的匀强电场,在与右侧虚线相距也为L处有一与电场平行的屏。现有一电荷量为+q、质量为m的带电粒子(重力不计),以垂直于电场线方向的初速度v0射入电场中,v0方向的延长线与屏的交点为O。试求:
(1)粒子从射入到打在屏上所用的时间。[来源:学科网]
(2)粒子刚射出电场时的速度方向与初速度方向间夹角的正切值tanα。
(3)粒子打在屏上的点P到点O的距离x。[来源:学_科_网Z_X_X_K]

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