選修3-119帶電粒子在電場中運動教案

1、帶電粒子在電場中運動一、教學(xué)目標(biāo)1使學(xué)生理解并掌握帶電粒子在電場中運動的特點和規(guī)律，能夠正確分析和解答帶電粒子在電場中的加速和偏轉(zhuǎn)等方面的問題。2掌握分析和解決帶電粒子在電場中運動問題的思路和方法。3培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用物理知識對具體問題進(jìn)行具體分析的能力。二、教學(xué)重點、難點分析帶電粒子在電場中的運動是電場知識的重要應(yīng)用，注重分析判斷帶電粒子在電場力作用下的運動情況，掌握運用力的觀點和能的觀點求解帶電粒子運動的思路和方法三、教學(xué)方法：啟發(fā)式教學(xué)，計算機輔助教學(xué)四、教 具：多媒體投影儀，計算機，自制教學(xué)課件五、教學(xué)過程：（一）大屏幕（課題展示）介紹帶電粒子：一般把重力可忽略不計的微觀粒子稱為帶電粒子

2、，如質(zhì)子、電子、原子核、離子等。（二）引入新課：通過前幾節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們知道，帶電粒子在電場中要受到電場力的作用,產(chǎn)生加速度,速度的大小和方向都會發(fā)生變化.在現(xiàn)代科學(xué)實驗和技術(shù)設(shè)備中,常常根據(jù)這個道理,利用電場來改變或控制帶電粒子的運動.例如（大屏幕展示圖片激發(fā)興趣）。北京正負(fù)電子對撞機是利用電場加速的實例，以及我們以后實驗要用的示波器又是電子在電場中加速和偏轉(zhuǎn)的實例。討論兩種基本方式一 帶電粒子的加速二 帶電粒子的偏轉(zhuǎn)（三）進(jìn)行新課一、帶電粒子的加速勻強電場中的加速問題例1：在加上電壓并處于真空的金屬板附近有一帶正電粒子q， 初速度為零,在電場力作用下向哪里運動？做什么運動兩板間電勢差為U，

3、板間距為d，你能求得q到達(dá)負(fù)極板時的速度v嗎？有幾種方法可求? （學(xué)生小組討論，提問學(xué)生上黑板做題，再總結(jié)師生互動，生生互動）。+q（1）運用運動學(xué)和動力學(xué)方法求解，因電場力為恒力，a=F/m=Uq/dm、v2-0=2ad，可求出v=（2）運用能量觀點求解，qU=mv2/2，可求出v= （請同學(xué)比較在題設(shè)條件下哪種方法更簡便比較兩種方法優(yōu)缺點）。提出問題：解決帶電粒子在非勻強電場中的加速問題是否也可以用這兩種方法呢？學(xué)生討論回答得出結(jié)論非勻強電場中的加速問題qU=Ek同樣適用。二、帶電粒子在勻強電場中的偏轉(zhuǎn)例2：一個以速度Vo ，質(zhì)量為m的帶正電粒子q垂直射入一個電壓為U，板長為L，間距為d的

4、平行板電容器，當(dāng)它射出這個電容器時， 求：帶電粒子射出電場時豎直偏離的距離y和偏轉(zhuǎn)的角度？vyq+vV0V0y 讓學(xué)生討論下述幾個問題：+q受力情況如何？運動性質(zhì)如何？它的運動與力學(xué)中的那種運動相似？用什么方法研究+q運動規(guī)律從而求出它射出電場時在豎直方向偏移原來運動方向的距離y及偏轉(zhuǎn)角度？這種帶電粒子的勻變速曲線運動，可以用能量觀點研究，也可以用運動分解與合成觀點研究，要求y和，按本題條件，我們用后一種觀點進(jìn)行研究。【分析】水平：勻速運動 豎直：初速度為零，加速度a=qU/md，勻加速直線運動【求解】由于帶電粒子在電場中運動受力僅有電場力（與初速度垂直且恒定），不考慮重力，故帶電粒子做類平拋

5、運動。粒子在電場中的運動時間 t= 加速度 a=qU/md豎直方向的偏轉(zhuǎn)距離：y=at2=粒子離開電場時豎直方向的速度為v1=at=速度為： v=粒子離開電場時的偏轉(zhuǎn)角度為：tan=三反思總結(jié)1帶電粒子的加速 功能關(guān)系分析：粒子只受電場力作用，動能變化量等于電勢能的變化量 (初速度為零)； 此式適用于一切電場2帶電粒子的偏轉(zhuǎn)運動的分析方法(看成類平拋運動)： 沿初速度方向做速度為v0的勻速直線運動 沿電場力方向做初速度為零的勻加速直線運動利用平拋知識可求出 通過本題（1）合運動和分運動具有等時性；（2）合運動和分運動具有獨立性。即互不干涉、獨立進(jìn)行。（3）培養(yǎng)學(xué)生解決問題的思路和方法。（四）課堂小結(jié)帶電粒子在勻強電場中的運動：加速和偏轉(zhuǎn)。處理方法：運動學(xué)觀點或能的觀點。本節(jié)內(nèi)容是關(guān)于帶電粒子在勻強電場中的運動情況，是電學(xué)和力學(xué)知識的綜合， 帶電粒子在電場中的運動，常見的有加速、減速、偏轉(zhuǎn)、圓運動等等，規(guī)律跟力學(xué)是相同的，只是在分析物體受力時，注意分析電場力。（五）課堂鞏固練