河北省新乐市第一中学高二物理人教版选修3-1《1.9带电粒子在电场中的运动》课件2

word 1 / 7 带电粒子在电场中的运动

课题 9带电粒子在电场中的运动 设计教师 单立强 授课教师

时间 课型 新授课 课时 1课时

教学

目标 一、知识与能力

1、理解带电粒子在电场中的运动规律，并能分析解决加速和偏转方向的问题．

2、知道示波管的构造和基本原理．

二、过程与方法

通过带电粒子在电场中加速、偏转过程分析，培养学生的分析、推理能力

三、情感态度与价值观

通过知识的应用，培养学生热爱科学的精神

重点

难点 重点：带电粒子在匀强电场中的运动规律

难点：运用电学知识和力学知识综合处理偏转问题

教法 讲授法、归纳法、互动探究法 教具 多媒体课件、示波器

教学过程设计

教材处理 师生活动

教学活动

〔一〕引入新课

带电粒子在电场中受到电场力的作用会产生加速度，使其原有速度发生变化．在现代科学实验和技术设备中，常常利用电场来控制或改变带电粒子的运动。

具体应用有哪些呢?本节课我们来研究这个问题．以匀强电场为例。

〔二〕进行新课

教师活动：引导学生复习回顾相关知识点〔投影思考题〕

教学过程设计

教材处理 师生活动

〔3〕平抛运动的相关知识点。

〔4〕静电力做功的计算方法。

学生活动：结合自己的实际情况回顾复习。

师生互动强化认识：

〔1〕a=F合/m〔注意是F合〕

〔2〕W合=△Ek=12kkEE〔注意是合力做的功〕

〔3〕平抛运动的相关知识

〔4〕W=F·scosθ〔恒力→匀强电场〕

W=qU〔任何电场〕

1、带电粒子的加速

教师活动：提出问题

要使带电粒子在电场中只被加速而不改变运动方向该怎么办?

〔相关知识：合外力与初速度在一条直线上，改变速度的大小；合外力与初速度成90°，仅改变速度的方向；合外力与初速度成一定角度θ，既改变速度的大小又改变速度的方向〕

学生探究活动：结合相关知识提出设计方案并互相讨论其可行性。

word

2 / 7 教学过程设计

教材处理 师生活动

第一章 静电场

第9节 带电粒子在电场中的运动

一、带电粒子在电场中运动时是否考虑重力

1．基本粒子：如电子、质子、离子、α粒子等在没有明确指出或暗示的情况下重力一般忽略不计。

2．带电颗粒：如油滴、液滴、尘埃、带电小球等在没有明确指出或暗示的情况下重力一般不能忽略。

二、带电粒子在电场中的加速运动

带电粒子沿与电场线平行的方向进入电场，带电粒子将做 运动。有两种分析方法：用动力学的观点分析， ， ， 。

用功能的观点分析：粒子只受电场力作用，电场力做的功等于物体动能的变化， 。

三、带电粒子在匀强电场中的偏转

1．研究条件：带电粒子 电场的方向进入匀强电场。

2．处理方法：类似于平抛运动，应用运动的 解题。

（1）沿初速度的方向做 。

（2）沿电场力的方向，做 。

结论：

结论：（1）粒子以一定的速度v0垂直射入偏转电场。粒子从偏转电场中射出时，就像是从极板间的12l处沿直线射出的。

（2）经过相同的加速电场，又经过相同的偏转电场的带电粒子，其运动轨迹重合，与粒子的带电荷量和质量无关。

四、带电粒子在电场中运动的实际应用——示波管

1．构造及功能（如图所示）

（1）电子枪：发射并加速电子。

（2）偏转电极Y、Y′：使电子束 （加信号电压）；偏转电极X、X′：使电子束水平偏转（加

）。

2．工作原理

偏转电极X、X′和Y、Y′不加电压，电子打到屏幕的 ；若只在X、X′之间加电压，只在 方向偏转；若只在Y、Y′之间加电压，只在 方向偏转；若X、X′加扫描电压，Y、Y′加信号电压，屏上会出现随信号而变化的图象。

加（减）速 qEam UEd 2202vvad 2201122qUmvmv

垂直于 合成与分解 匀速直线运动 匀加速直线运动

第九节 带电粒子在电场中的运动

三维目标

知识与技能

1.让学生掌握带电粒子在电场中做匀变速直线运动一类问题的解题技巧；

2.让学生掌握带电粒子在电场中发生偏转时的基本规律；

3.让学生掌握带电粒子在电场中发生偏转一类问题的基本解题技巧；

4.让学生掌握示波管的基本原理。

过程与方法

1.由一般的匀变速直线运动过渡到带电粒子在电场中的匀变速直线运动，让学生学会知识的迁移；

2.由一般的平抛运动过渡到一般的类平抛运动，再过渡到带电粒子在偏转电场中的类平抛运动，让学生掌握知识迁移的方法。

情感、态度和价值观

通过一般匀变速直线运动与带电粒子在电场中的匀变速直线运动的联系，以及一般平抛运动与一般类平抛运动、带电粒子在偏转电场中的类平抛运动的联系，揭示世界是普遍联系在一起的唯物主义哲学观点。

教学重点

1.带电粒子在电场中的匀变速直线运动；

2.带电粒子在电场中的偏转——类平抛运动。

教学难点

带电粒子在电场中的偏转——类平抛运动

教学方法

讲解、提问、类比、练习

课时安排

1课时

教学过程

【新课导入】

师：高一时，我们学习了匀变速直线运动和平抛运动。匀变速直线运动是受到一个方向与速度方向在一条直线上的恒力，但不确定恒力是什么力；平抛运动是受到一个方向与速度方向垂直的重力，这个重力也是恒力。那么，今天，我想问一下大家，匀变速直线运动中的恒力，能不能是什么具体的力，比如说匀强电场的电场力；平抛运动中重力，能不能改成其他的力，比如说改成匀强电场的电场力？

生：（思考）

师：这就是我们今天要讲的《带电粒子在电场中的运动》。

【板书】

第九节 带电粒子在电场中的运动

【新课教学】

师：首先，告诉大家一个常识，就是基本带电粒子在一般情况下所受的重力远远小于它所受的静电力，所以，对于基本带电粒子在电场中运动的问题，一般忽略其重力，只考虑它所受的电场力。下面大家看下面几个问题：

例1、一个质量为m的小球，在光滑的水平桌面上，受一恒力F作用，从静止开始运动，前进距离d，求其末速度为多大？

word

1 / 4 带电粒子在电场中的运动〔二〕

备 课

时 间 上 课 时 间 第 周 周 月

班级 节次

课题 1.9 带电粒子在电场中的运动〔二〕 总课时数 第节

教学目标 分类应用，提高解题能力

教学重难点 分类应用，提高解题能力

教学参考 教参 教师用书

授课方法 问题引领 教学辅助手段 多 媒 体

专用教室

教学教 学 二次备课 word 2 / 4 过程设计 一、带电微粒在重力作用下的运动

带电微粒不同于带电粒子；它的质量较大，重力不能忽略，因此带电微粒在电场中至少受两个力作用．

例1 两平行金属板A、B水平放置，一个质量为m=510-6kg的带电微粒，以v0=2 m/s的水平速度从两板正中央位置射入电场，如下图，A、B两板间距离为d=4 cm，板长l=10 cm. (1)当A、B间的电压为UAB=1

000 V时，微粒恰好不偏转，沿图中虚线射出电场，求该粒子的电荷量和电性．

(2)令B板接地，欲使该微粒射出偏转电场，求A板所加电势的X围

导思1.沿直线运动――→要求竖直方向合力为零―→mg=qUABd

2.恰好穿出偏转电场―→水平穿过平行板的同时竖直位移y=±2d

教学教 学 二次备课 word 3 / 4 过程设计 三、等效法在电场中的应用

等效方法的实质是在力的作用效果相同的前提下相互替代，其优点是将非理想模型转化为理想模型，使复杂问题变得简单．带电体在匀强电场中受恒定电场力和重力，可根据力的独立作用原理分别研究每一种力对物体的作用效果；也可以求出电场力和重力的合力，即“等效重力〞，再与重力场中的力学问题进行类比解答．

例3 半径为r的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内，环上套有一质量为m、带正电的珠子，空间存在水平向右的匀强电场，如图5所示，珠子所受静电力是其重力的34，将珠子从环上最低位置A点由静止释放，那么：

(1)珠子所能获得的最大动能是多大？