带电粒子在电场中的直线运动

带电粒子在电场中的直线运动执教者：刘清江阴市山观高级中学学习目标1.用动力学观点解决带电粒子在电场中的直线运动问题2.用功能观点解决带电粒子在电场中的直线运动问题3.借助图像表达带电粒子在周期性变化电场中的运动情景4.借助图像分析、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的运动Ⅱ++++++++________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。①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】②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1v2v⑴从动力学观点粒子的加速度mFamqE+-U、dmdqUl运动学公式：alvv22122①②由①②可得相关量！⑵能量观点：粒子运动过程中由动能定理有：21222121mvmvWAB③由③可得相关量！粒子在非匀强电场中加速F1v2vEAB适合从能量观点解决问题21222121mvmvWAB③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a-t、v-t图像感受上述结果。t/sU/v0U0-U0t/s0a0-a0a/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/sU/v0U0-U0T/22T3T/2Tt/s0T/22T3T/2a/m/s2a0-a0T0T/22T3T/2t/sv0-v0若电子是在t＝T/4时刻进入的v/m/sTt/sU/v0U0-U0T/22T3T/2Tt/s0T/22T3T/2a/m/s2a0-a0T0T/22T3T/2t/sv0-v0若电子是在t＝T/8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：•图解法（周期性变化的电场）•①确定研究对象，受力分析，状态分析•②画出a-t、v-t图【提炼总结】课堂小结：1、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、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2】