王岚、夏敏老师校内开课教学案：

带电粒子在电场中的运动

一、复习回顾：

1.分析下列物体的运动情况

（1）物体速度方向与受力方向相同：

（2）物体速度方向与受力方向相反：

（3）物体速度方向与受力方向垂直 ：

2..分析平抛运动的规律.

3..动能定理的内容：

二、研究粒子在电场中的运动

（一）带电粒子在电场中的加速

方法1：根据牛顿定律                        方法2：根据动能定理

思考：当带电粒子的初速度方向与受力方向相反时情况如何？

例1.M、N是在真空中竖直放置的两块平行金属板，质量为m、电量为+q的带电粒子，以极小的初速度由小孔进入电场，当M、N间电压为U时，粒子到达N板的速度为v，如果要使这个带电粒子到达N板的速度为2v ，则下述方法能满足要求的是（      ）
A、使M、N间电压增加为2U
B、使M、N间电压增加为4U
C、使M、N间电压不变，距离减半
D、使M、N间电压不变，距离加倍

本题小结：

例2.下列粒子由静止经加速电压为U的电场加速后，哪种粒子动能最大 （       ）哪种粒子速度最大 （       ）

   A、质子           B、电子        C、氘核           D、氦核

本题小结：

例3.在点电荷+Q的电场中有A、B两点，将质子和α粒子分别从A点由静止释放到达B点时，它们的速度大小之比为多少？

本题小结：

（二）带电粒子在电场中的偏转

（1） 若 带 电 粒 子 仅 受 电 场 力 作 用 以 初 速 度   垂 直 进 入场强为 的匀 强 电 场， 则 作 类 平 抛 运 动。 分 析 时 一 般 都 是 分 解 为 两 个 方 向 的分 运 动 来 处 理：

垂 直 于 电 场 方 向 是＿＿ 运 动；

平 行 于 电 场 方 向 是 ＿＿ 运动；

（2）

例4.质量为m、带电量为q的粒子以初速度v从中线垂直进入偏转电场，刚好离开电场，它在离开电场后偏转角正切为0.5，则下列说法中正确的是（      ）

  A、如果偏转电场的电压为原来的一半，则粒子离开电场后的偏转角正切为0.25

  B、如果带电粒子的比荷为原来的一半，则粒子离开电场后的偏转角正切为0.25

  C、如果带电粒子的初速度为原来的2倍，则粒子离开电场后的偏转角正切为0.25

  D、如果带电粒子的初动能为原来的2倍，则粒子离开电场后的偏转角正切为0.25

思考：粒子先加速后垂直进入匀强电场， 情况又会如何呢？

三、课后练习

1.质子(质量为m、电量为e)和二价氦离子(质量为4m、电量为2e)以相同的初动能垂直射入同一偏转电场中，离开电场后，它们的偏转角正切之比为             ，侧移之比为             。

2.如图，电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始加速，然后射入电势差为U2的两块平行极板间的电场中，入射方向跟极板平行。整个装置处在真空中，重力可忽略。在满足电子能射出平行板区的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角θ变大的是 （     ）

A、U1变大、U2变大       B、U1变小、U2变大

C、U1变大、U2变小       D、U1变小、U2变小

3.两平行金属板之间存在匀强电场，一带电粒子以初动能为E_k沿垂直电场线方向飞入，飞离电场时动能为初动能的2倍，若同一带电粒子初速度增加一倍，那么，它飞出电场时动能为初动能的____________倍。