学案11　带电粒子在电场中的运动

[目标定位] 1.掌握带电粒子在电场中加速和偏转所遵循的规律.2.知道示波管的主要构造和工作原理．

一、带电粒子的加速

[问题设计]

在真空中有一对平行金属板，由于接在电池组上而带电，两板间的电势差为U.若一个质量为m、带正电荷q的α粒子，在电场力的作用下由静止开始从正极板向负极板运动，板间距为d.

(1)带电粒子在电场中受哪些力作用？重力能否忽略不计？

(2)粒子在电场中做何种运动？

(3)计算粒子到达负极板时的速度．

答案　(1)受重力和电场力；因重力远小于电场力，故可以忽略重力．

(2)做初速度为0、加速度为a＝的匀加速直线运动．

(3)方法1　在带电粒子的运动过程中，电场力对它做的功是W＝qU

设带电粒子到达负极板时的速率为v，其动能可以写为Ek＝mv2

由动能定理可知mv2＝qU

于是求出v＝

方法2　设粒子到达负极板时所用时间为t，则

d＝at2

v＝at

a＝

联立解得v＝

[要点提炼]