带电子在电场中的直线运动

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1、 执教者：刘执教者：刘 清清 江阴市山观高级中学江阴市山观高级中学 学习目标 1.用用动力学观点动力学观点解决带电粒子在电场中的直线运动问题解决带电粒子在电场中的直线运动问题 2.用用功能观点功能观点解决带电粒子在电场中的直线运动问题解决带电粒子在电场中的直线运动问题 3.借助借助图像图像表达表达带电粒子在周期性变化电场中的运动情景带电粒子在周期性变化电场中的运动情景 4.借助借助图像图像分析、计算分析、计算带电粒子在电场中运动问题的结果带电粒子在电场中运动问题的结果 带电粒子在电场中的运动带电粒子在电场中的运动+ +_UUE带电粒子在电场中直线加速模拟PQ 如图所示：在一对带电平行金属板所形

2、成的匀强电场中，两板间距为d，两板间的电势差为U，带电量为+q，质量为m的粒子由P板静止释放。忽略带电粒子所受重力的影响。试分析带电粒子运动情况，并计算粒子到Q板时的速度及带电粒子在电场中运动的时间。【探究展示】【探究展示】如果把Q板换成一块弯曲的极板，求带电粒子运动到Q 极板时的速度。EABF粒子在匀强电场中加速粒子在匀强电场中加速1v2v从动力学观点从动力学观点粒子的加速度粒子的加速度mFa mqE+-U、dmdqUl运动学公式：运动学公式：alvv22122由由可得相关量！可得相关量！能量观点：能量观点： 粒子运动过程中由动能定理有：粒子运动过程中由动能定理有：21222121mvmvW

3、AB由由可得相关量！可得相关量！粒子在非匀强电场中加速粒子在非匀强电场中加速F1v2vEAB适合从能量观点解决问题适合从能量观点解决问题21222121mvmvWAB如果把PQ之间距离增大到原来的2倍，则带电粒子到Q板 的速度和在电场中的运动时间又分别是多少？ 试画出粒子运动的v-t、 a-t图像感受上述结果。应用拓展应用拓展1 1： 在上述装置中加上如图所示的电压，其U-t图象如图（设P、Q板的距离足够的大）。试在下列各情景中分析该粒子的运动情况。试画出粒子运动的试画出粒子运动的a-ta-t、 v-tv-t图像感受上述结果。图像感受上述结果。t/ s U/ v0U0-U0t/ s 0a0-a

4、0a/ m/s2t/ s0v0-v0v/ m/s问题1、若电荷是在t=0时刻进入的，它将怎样运动，能否达到Q板？ Tt / s U/ v0U0-U0T/22T3T/2Tt / s 0T/22T3T/2a/ m/s2a0-a0T0T/22T3T/2t / sv0-v0 若电子是在若电子是在t T/4时刻进入的时刻进入的v / m/sTt / s U/ v0U0-U0T/22T3T/2Tt / s 0T/22T3T/2a/ m/s2a0-a0T0T/22T3T/2t / sv0-v0 若电子是在若电子是在t T/8时刻进入的时刻进入的v / m/s带电粒子在电场中的直线运动 分析方法：分析方法：

5、图解法（周期性变化的电场）图解法（周期性变化的电场） 确定研究对象，受力分析，状态分析确定研究对象，受力分析，状态分析 画出画出 a-t、v-t图图【提炼总结】【提炼总结】课堂小结：课堂小结：1 1、研究带电粒子在电场中运动的方法、研究带电粒子在电场中运动的方法（1）力和运动的关系 （2）功和能的关系 （3）图解法 2 2、研究带电粒子在电场中运动的两类重要的思维技巧、研究带电粒子在电场中运动的两类重要的思维技巧（1）类比与等效）类比与等效 电场力和重力都是恒力，在电场力作用下的运动可与重力作用下的运动类比 （2）全过程法）全过程法 电场力的功与重力的功一样，都只与始末位置有关，与路径无关它们

6、分别引起电荷电势能的变化和重力势能的变化，从电荷运动的全过程中功能关系出发(尤其从静止出发末速度为零的问题)往往能迅速找到解题入口或简化计算 如图所示把两金属板水平放置,两板的中央各有一小孔M和N.今有一带电质点,自A板上方相距为d的P点由静止自由下落(P、M、N在同一竖直线上),空气阻力忽略不计,到达N孔时速度恰好为零，然后沿原路返回若保持两极板间的电压不变,则下列说法中错误的是( )A.把A板向上平移一小段距离，质点自P点自由下落后仍能返回B.把A板向下平移一小段距离，质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落C.把B板向上平移一小段距离，质点自P点自由下落后仍能返回D.把B板向下平移一小段距离，质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落【应用拓展【应用拓展2】