人教高三物理選修靜電場帶電粒子在電場中的運動時人教學習教案

《人教高三物理選修靜電場帶電粒子在電場中的運動時人教學習教案》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《人教高三物理選修靜電場帶電粒子在電場中的運動時人教學習教案（20頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、人教高三物理選修人教高三物理選修(xunxi)靜電場帶電粒靜電場帶電粒子在電場中的運動時子在電場中的運動時 人教人教第一頁，共20頁。PMNABddmgEqmg從從P到到N的過程的過程(guchng)中中,由由動能定理得：動能定理得：mg2d-Uq=0從從P到到N的過程中，仍然的過程中，仍然(rngrn)滿足滿足質(zhì)點到質(zhì)點到N點時，速度點時，速度(sd)剛好為剛好為零。零。A、把、把A板向上平移一小段距離，質(zhì)點自板向上平移一小段距離，質(zhì)點自P點自由下落仍能返回點自由下落仍能返回mg2d-Uq=0當當A A板上移時板上移時, ,A A板未移動時板未移動時, ,第1頁/共19頁第二頁，共20頁。P

2、MNABddmgEqmgB、把、把A板向下平移一小段距離，質(zhì)點自板向下平移一小段距離，質(zhì)點自P點自由下落后將穿過點自由下落后將穿過N孔繼續(xù)孔繼續(xù)(jx)下落下落從從P到到N的過程的過程(guchng)中中,由動由動能定理得：能定理得：mg2d-Uq=0當當A A板下移時板下移時, ,A A板未移動板未移動(ydng)(ydng)時時, ,從從P到到N的過程中，仍然滿足的過程中，仍然滿足質(zhì)點到質(zhì)點到N點時，速度剛好為零。點時，速度剛好為零。mg2d-Uq=0第2頁/共19頁第三頁，共20頁。PMNABdd從從P到到N的過程的過程(guchng)中由中由動能定理得：動能定理得：hmg(2d-h)m

3、vN212-Uq=-0質(zhì)點質(zhì)點P未到未到N孔就開始孔就開始(kish)返回返回C C、把、把B B板向上板向上(xingshng)(xingshng)平移一小段距離，質(zhì)點自平移一小段距離，質(zhì)點自P P點自由下落仍能返回點自由下落仍能返回B板向上平移時板向上平移時,mvN20 不可能不可能12第3頁/共19頁第四頁，共20頁。從從P到到N的過程的過程(guchng)中由中由動能定理得：動能定理得：PMNABddhmg(2d+h)mvN212-Uq=-0vN0質(zhì)點質(zhì)點P將穿過將穿過(chun u)N孔孔繼續(xù)下落繼續(xù)下落D D、把、把B B板向下平移一小段距離，質(zhì)點板向下平移一小段距離，質(zhì)點(zhd

4、in)(zhdin)自自P P點自由下點自由下落后將穿過落后將穿過N N孔繼續(xù)下落孔繼續(xù)下落B板向下平移時板向下平移時第4頁/共19頁第五頁，共20頁。練練1 1：如圖所示，平行板電容器水平放置，兩板間距：如圖所示，平行板電容器水平放置，兩板間距16cm.16cm.當兩板電勢差為當兩板電勢差為300V300V是時是時, ,一帶負電的小球在距下板一帶負電的小球在距下板8cm8cm處靜止處靜止. .如果兩板間電勢差減小到如果兩板間電勢差減小到270V270V時時, ,帶電小球運動帶電小球運動(yndng)(yndng)到極板上需多長時間到極板上需多長時間? ?h小球小球dt=0.4st=0.4s小

5、結(jié)：利用小結(jié)：利用(lyng)比例關(guān)系可以優(yōu)比例關(guān)系可以優(yōu)化解題化解題gaGFGFGF1 . 01 . 09 . 0，合所以，現(xiàn)在解：原來電電第5頁/共19頁第六頁，共20頁。練練2:2:板長為板長為L L的平行的平行(pngxng)(pngxng)金屬板與水平面成金屬板與水平面成角放置角放置, ,板板間有勻強電場間有勻強電場, ,一個帶電量為一個帶電量為q q、質(zhì)量為、質(zhì)量為m m的液滴的液滴, ,以速度以速度v0v0垂直垂直于電場線方向射入兩板間于電場線方向射入兩板間, ,如圖所示如圖所示, ,射入后液滴沿直線運動射入后液滴沿直線運動, ,求求: :(1)(1)兩極板間的電場強度兩極板間的

6、電場強度E.E.(2)(2)液滴離開電場時的速度液滴離開電場時的速度v.v.Lv0E=mgcos/q E=mgcos/q 方向方向(fngxing)(fngxing)：sin220gLvv小結(jié)小結(jié)(xioji)：(1)(1)理解理解，如何如何處理力處理力是關(guān)鍵是關(guān)鍵(2)(2)用用動能定理動能定理，注意合力做，注意合力做負功負功第6頁/共19頁第七頁，共20頁。BAt/ s B / v00-0AB第7頁/共19頁第八頁，共20頁。BAt/ s / v00-0t/ s 0a0-a0a/ m/s2t/ s0v0-v0v/ m/s若電子是在若電子是在t0時刻時刻(shk)進進入的入的第8頁/共19頁

7、第九頁，共20頁。Tt / s / v00-0T/22T3T/2Tt / s 0T/22T3T/2a/ m/s2a0-a0T0T/22T3T/2t / sv0-v0 若電子是在若電子是在t T/8時刻時刻(shk)進入的進入的v / m/s第9頁/共19頁第十頁，共20頁。Tt / s / v00-0T/22T3T/2Tt / s 0T/22T3T/2a/ m/s2a0-a0T0T/22T3T/2t / sv0-v0 若電子是在若電子是在t T/4時刻時刻(shk)進入的進入的v / m/s第10頁/共19頁第十一頁，共20頁。Tt / s / v00-0T/22T3T/2Tt / s 0T/

8、22T3T/2a/ m/s2a0-a0T0T/22T3T/2t / sv0-v0 若電子是在若電子是在t 3T/8時刻時刻(shk)進入的進入的v / m/s第11頁/共19頁第十二頁，共20頁。2 2、圖解法（周期性變化、圖解法（周期性變化(binhu)(binhu)的電場）畫出的電場）畫出 a-t a-t、v-tv-t圖圖分析方法：分析方法：第12頁/共19頁第十三頁，共20頁。練練3:3:兩個相距兩個相距(xingj)(xingj)為為d d 的平行金屬板的平行金屬板, ,有正對著的兩小孔有正對著的兩小孔A A、B,B,如圖甲所示如圖甲所示, ,兩板間加如圖乙所示的交變電場兩板間加如圖乙

9、所示的交變電場, , 一質(zhì)量為一質(zhì)量為m,m,帶電帶電量為量為+q +q 的帶電粒子的帶電粒子, ,在在t =0t =0時刻在時刻在A A孔處無初速釋放孔處無初速釋放, ,試判斷帶電試判斷帶電粒子能否穿過粒子能否穿過B B孔？（孔？（ t=0 t=0時刻時刻A A板電勢高）板電勢高）AB甲圖甲圖U/vt/su-u乙圖乙圖TT/2Aavav3、第一個周期、第一個周期(zhuq)末，速度恰為末，速度恰為0，一個周期，一個周期(zhuq)內(nèi)始終向右運動內(nèi)始終向右運動, 以以后不斷重復第一個周期后不斷重復第一個周期(zhuq)的運動，直到通過的運動，直到通過B點點.請畫出粒子請畫出粒子(lz)運動的運

10、動的 v-t 圖線圖線.1、前半周期前半周期帶電粒子帶電粒子向右勻加速向右勻加速，2、后半周期向右勻減速后半周期向右勻減速，第13頁/共19頁第十四頁，共20頁。AB甲圖（甲圖（U)u /vt/s-U乙圖乙圖T2Tt/s00v/m/sUT2T丙圖丙圖問題：為使粒子問題：為使粒子(lz)到達到達B孔時速度最大，孔時速度最大， A、B間距應滿足什么條件？間距應滿足什么條件？ 畫出速度圖線能畫出速度圖線能更清楚了解物體的更清楚了解物體的運動運動(yndng)情況情況要使粒子要使粒子(lz)到達到達B點時速度點時速度 最大，即在最大，即在 半個周期內(nèi)到達半個周期內(nèi)到達.解：設帶電粒子在半個周期的位移為

11、解：設帶電粒子在半個周期的位移為S由題意知：只要由題意知：只要 Sd , 粒子出電場時粒子出電場時速度可達最大速度可達最大. 有：有：ddTmdqU得222請問此題有請問此題有周期解周期解嗎？嗎？從從W電電=Uq=EKB-0考慮考慮第14頁/共19頁第十五頁，共20頁。T2Tu /vt/s-U乙圖乙圖0Uv/m/st/s0丙圖丙圖變式訓練變式訓練1:1:兩個相距為兩個相距為d d的平行金屬板的平行金屬板, ,有正對著的兩小孔有正對著的兩小孔A A、B,B,如圖甲所示如圖甲所示, ,兩板間加如圖乙兩板間加如圖乙所示的交變電場所示的交變電場, , 一質(zhì)量為一質(zhì)量為m,m,帶電量為帶電量為+q+q的

12、帶電粒子的帶電粒子, ,在在t =T/4t =T/4時刻在時刻在A A孔處無初速釋放孔處無初速釋放, ,試試判斷判斷(pndun)(pndun)帶電粒子能否穿過帶電粒子能否穿過B B孔？（孔？（ t=0 t=0時刻時刻A A板電勢高）板電勢高）AB甲圖甲圖答：粒子在答：粒子在t=T/4時刻釋放時刻釋放(shfng)，如果在運動的第一，如果在運動的第一個個T/2內(nèi)沒有通過內(nèi)沒有通過B孔孔,則就不能則就不能通過通過B孔孔.變：不論變：不論(bln)A、B間距離多大，問帶間距離多大，問帶電粒子何時釋放，帶電粒子一定能通過電粒子何時釋放，帶電粒子一定能通過B孔？孔？帶電粒子在帶電粒子在T/4前釋放前釋

13、放，一定能通過一定能通過B孔孔.情景分析情景分析圖像分析圖像分析第15頁/共19頁第十六頁，共20頁。 練練4:4:兩個相距為兩個相距為d=1.5 md=1.5 m的平行金屬板的平行金屬板, ,有正對著的兩小孔有正對著的兩小孔A A、B,B,如圖甲所示如圖甲所示, ,兩板間加如圖乙所示的交變電場兩板間加如圖乙所示的交變電場(jio bin din (jio bin din chn),U=1.08chn),U=1.08104V,104V,交變電壓的周期交變電壓的周期T=1.0T=1.010106s, t=06s, t=0時時刻刻A A板電勢高，一質(zhì)量為板電勢高，一質(zhì)量為m,m,帶電量為帶電量為+

14、q+q的帶電粒子的帶電粒子, ,在在t=T/6t=T/6時時刻在刻在A A孔處無初速釋放孔處無初速釋放, ,帶電粒子比荷帶電粒子比荷q/m=1.0q/m=1.0108C/kg,108C/kg,問問: :粒粒子運動過程中將與某一極板相碰撞子運動過程中將與某一極板相碰撞, ,求從開始運動到粒子與極求從開始運動到粒子與極板碰撞所用時間板碰撞所用時間. .AB甲圖甲圖U/vt/su-u乙圖乙圖TT/2第16頁/共19頁第十七頁，共20頁。t/sU-UTT/2T/67T/6t/s v/m/s0ABT/3T/3T/31、粒子在、粒子在T/2時刻時刻(即運動了即運動了T/3時間時間)速度速度(sd)： v=

15、aT/3=2.4105m/s向右位移向右位移s=(v/2) T/32=8102m簡解：簡解：a= qU/dm =7.21011m/s2 粒子粒子(lz)在運動的一個周在運動的一個周期內(nèi)期內(nèi)向右運動向右運動8102m然后然后再向左運動再向左運動2102m 所以在一個周期內(nèi)粒子所以在一個周期內(nèi)粒子(lz)位位移向右移向右,為為x=610-2m2 2、粒子在、粒子在T T時刻時刻( (即運動了即運動了5T/65T/6時間時間(shjin)(shjin)速度：速度： v=a v=aT/6=1.2T/6=1.2105m/s 105m/s 粒子在粒子在7T/67T/6時刻時刻( (即運動了即運動了T T時

16、間時間(shjin)(shjin)反向位移反向位移s=(v/2) s=(v/2) T/6T/62=22=210102m2m第17頁/共19頁第十八頁，共20頁。粒子粒子(lz)在在24個周期內(nèi)運動的位移個周期內(nèi)運動的位移246102m=1.44 m粒子在粒子在24個周期個周期(zhuq)內(nèi)向右運動的最大內(nèi)向右運動的最大 距離距離為為236 102m 8 102m=1.46m 所以所以(suy)第第25個周期內(nèi)個周期內(nèi),粒子只要向右運動粒子只要向右運動0.06m 就通過就通過B孔孔 AB1.44 m小結(jié)：對小結(jié)：對特別要關(guān)注特別要關(guān)注內(nèi)的運動情況內(nèi)的運動情況.t總=24T+T/3+t=2.44310-5s1.46md d=1.5 m ,=1.5 m ,x=6x=61010-2-2m m T T=1.0=1.01010-6-6s sTTt251065 . 12=2.510-5s221atvts做完了嗎？做完了嗎？聽說過青蛙跳井的例子嗎？聽說過青蛙跳井的例子嗎？第18頁/共19頁第十九頁，共20頁。感謝您的觀看感謝您的觀看(gunkn)。第19頁/共19頁第二十頁，共20頁。