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第十章 靜電場(chǎng)中的能量
第5節(jié) 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1．學(xué)會(huì)運(yùn)用靜電力、電場(chǎng)強(qiáng)度等概念研究帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)。
2．掌握初速度與場(chǎng)強(qiáng)方向垂直的帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。
3．知道示波管的主要構(gòu)造和工作原理。
【重點(diǎn)難點(diǎn)】
重點(diǎn)：帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的加速和偏轉(zhuǎn)規(guī)律。
難點(diǎn)：帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)問(wèn)題及應(yīng)用。
【預(yù)習(xí)導(dǎo)航】
一、帶電粒子的加速
真空中有一對(duì)平行帶電金屬板，極板間電勢(shì)差為U，質(zhì)量為m、帶正電荷q的粒子，在靜電力作用下由靜止開始從正極板運(yùn)動(dòng)到負(fù)極板過(guò)程中：
帶電粒子受哪些力的作用？重力能否忽略不計(jì)，為什么？
2、粒子在電場(chǎng)中做什么運(yùn)動(dòng)？
二、 帶電粒子的偏轉(zhuǎn)
如圖所示：帶電粒子的電荷量為q，質(zhì)量為m，以速度V0垂直電場(chǎng)線射入兩極板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)，板長(zhǎng)為L(zhǎng)，板間距離為d, 兩極板間的電勢(shì)差為U。
粒子在V0方向上做什么運(yùn)動(dòng)？ 穿越兩極板的時(shí)間為多少？
2、粒子垂直V0方向上做什么運(yùn)動(dòng)？ 加速度的大小？
三、 示波管的原理
示波管是示波器的核心部件，管內(nèi)抽成真空，主要由哪三部分組成？
【課堂探究】
探究點(diǎn)一：帶電粒子的加速
真空中有一對(duì)帶電金屬板，極板間電勢(shì)差為U，質(zhì)量為m、帶正電荷q的粒子，在靜電力作用下由靜止開始從正極板運(yùn)動(dòng)到負(fù)極板過(guò)程中：靜電力對(duì)粒子做的功為多少？ 粒子到達(dá)負(fù)極板的速度大小？
探究點(diǎn)二：帶電粒子的偏轉(zhuǎn)
如圖所示：帶電粒子的電荷量為q，質(zhì)量為m，以速度V0垂直電場(chǎng)線射入兩極板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)，板長(zhǎng)為L(zhǎng)，板間距離為d, 兩極板間的電勢(shì)差為U。不計(jì)粒子的重力。
粒子受力情況怎樣？ 做什么性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)？
粒子的加速度 離開電場(chǎng)的時(shí)間？
當(dāng)粒子離開電場(chǎng)時(shí)，粒子水平方向的速度和豎直方向的速度分別為多大？
4、合速度與初速度方向夾角的正切值為多少？
5、粒子沿電場(chǎng)方向的偏移量y 為多少？
【典型例題】
(
U
－
+
)【例1】、如圖所示，一對(duì)平行金屬板間電壓為U，氫核（）、氘核（）
氚核（）分別由右孔由靜止釋放，后由左孔射出，則：
⑴ 射出時(shí)的動(dòng)能之比為________________
⑵ 射出時(shí)的速度之比為________________
【例2】、如圖所示，質(zhì)子（）和α粒子(He))，分別以相同的初動(dòng)能和相同的初速度垂直射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)(粒子不計(jì)重力)，則這兩個(gè)粒子射出電場(chǎng)時(shí)的
側(cè)位移y之比分別為：__________和______________
【例3】、如圖是示波管的原理圖，它由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極（XX， 和YY， ）、熒光屏三部分組成， 管內(nèi)抽成真空，給電子槍通電后，如果在偏轉(zhuǎn)電極XX， 和YY， 都沒(méi)有加電壓，電子將打在熒光屏的中心O點(diǎn)。
（1）帶電粒子在____________加速，在________________偏轉(zhuǎn)。（填部位名稱）
（2）若UYY，>0, 若UXX，=0,則粒子向________板偏移，若UYY，=0, UXX，>0, 則粒子向________板偏移，
【課堂達(dá)標(biāo)】
1．對(duì)公式的適用條件，下列說(shuō)法中正確的是（ ）
A．只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)中，v0＝0的帶電粒子被加速
B．只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)中，粒子運(yùn)動(dòng)方向與場(chǎng)強(qiáng)方向平行的情況
C．只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)中，粒子運(yùn)動(dòng)方向與場(chǎng)強(qiáng)方向垂直的情況
D．適用于任何電場(chǎng)中，v0＝0的帶電粒子被加速
2． 如圖，P和Q為兩平行金屬板，板間電壓為U，在P板附近有一電子由靜止開始向Q板
運(yùn)動(dòng)．關(guān)于電子到達(dá)Q板時(shí)的速率，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．兩板間距離越大，加速時(shí)間越長(zhǎng)，獲得的速率就越大
B．兩板間距離越小，加速度越大，獲得的速率就越大
C．與兩板間距離無(wú)關(guān)，僅與加速電壓U有關(guān)
D．以上說(shuō)法都不正確
3．（多選）如圖所示，一帶電粒子以初速度為v0，方向與極板平行射入一對(duì)平行金屬板之間,粒子只受電場(chǎng)力作用，則當(dāng)粒子離開電場(chǎng)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．當(dāng)其他條件不變，d增大時(shí)，粒子在y方向上偏離的距離將增大
B．當(dāng)其他條件不變，d增大時(shí)，粒子在y方向上偏離的距離將減小
C．當(dāng)其他條件不變，U增大時(shí)，偏轉(zhuǎn)角度θ將增大
D．當(dāng)其他條件不變，U增大時(shí)，偏轉(zhuǎn)角度θ將減小
【課后反思】

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