1_8带电粒子在电场中的运动 教学设计1.docVIP

[人教版—新课标物理选修3—1教案 第一章 静电场] 第八节 、带电粒子在电场中的运动 （2课时） 教学目标 （一）知识与技能 1．了解带电粒子在电场中的运动——只受电场力，带电粒子做匀变速运动。 2．重点掌握初速度与场强方向垂直的带电粒子在电场中的运动(类平抛运动)。 （三）情感态度与价值观 1．渗透物理学方法的教育：运用理想化方法，突出主要因素，忽略次要因素，不计粒子重力。 （一）复习力学及本章前面相关知识 要点：动能定理、平抛运动规律、牛顿定律、场强等。 （二）新课教学 1．带电粒子在场中的运动情况（）若带电粒子在电场中所受合力为零时，即∑F＝0时，粒子将保持静止状态或匀速直线运动状态。 例 带电粒子在电场中处于静止状态，该粒子带正电还是负电?分析带电粒子处于静止状态，∑F＝0，，因为所受重力竖直向下，所以所受电场力必为竖直向上。又因为场强方向竖直向下，所以带电体带负电。若∑F≠0（）且与初速度方向在同一直线上，带电粒子将做加速或减速直线运动。(变速直线运动)◎打入正电荷（），将做匀加速直线运动。电荷q，板间场强为E 电势差为U，板距为d, 电荷v,则 电场力所做的功为： 粒子到达另一极板的动能为： 由动能定理有：（ 对恒力）v0，则上列各式又应怎么样？让学生讨论并列出。 ◎若打入负电荷v0），将做匀减速直线运动若带电粒子在电场中所受合力∑F≠0，且与初速度方向有夹角(不等于0°，180°)，带电粒子将做曲线运动2．不计重力，初速度v⊥E，带电粒子将在电场中做类平抛运动复习：物体在只受重力的作用下，被水平抛出，在水平方向上不受力，将做匀速直线运动，在竖直方向上只受重力，做初速度为零的自由落体运动。物体的实际运动为这两种运动的合运动。v0在电场中做类平抛运动 沿电场方向匀速运动所以有： ① 电子射出电场时，在垂直于电场方向偏移的距离为： ② 粒子在垂直于电场方向的加速度： ③ 由①②③得： ④ 代入数据得：m 即电子射出时沿垂直于板面方向偏离0.36m 电子射出电场时沿电场方向的速度不变仍为v0，而垂直于电场方向的速度： ⑤ 故电子离开电场时的偏转角为： ⑥ 代入数据得：=6.8° 【讨论】：若这里的粒子不是电子，而是一般的带电粒子，则需考虑重力，上列各式又需怎样列？指导学生列出。 3．示波管的原理 （1）示波器：用来观察电信号随时间变化的电子仪器。其核心部分是示波管 （2）示波管的构造：由电子枪、偏转电极和荧光屏组成（如图）。 （3）原理：利用了电子的惯性小、荧光物质的荧光特性和人的视觉暂留等，灵敏、直观地显示出电信号随间变化的图线。 ◎让学生对P35的【思考与讨论】进行讨论。 （三）小结： 1、研究带电粒子在电场中运动的两条主要线索 带电粒子在电场中的运动，是一个综合电场力、电势能的力学问题，研究的方法与质点动力学相同，它同样遵循运动的合成与分解、力的独立作用原理、牛顿运动定律、动能定理、功能原理等力学规律．研究时，主要可以按以下两条线索展开． 根据带电粒子受到的电场力，用牛顿第二定律找出加速度，结合运动学公式确定带电粒子的速度、位移等．这条线索通常适用于恒力作用下做匀变速运动的情况． 根据电场力对带电粒子所做的功，引起带电粒子的能量发生变化，利用动能定理或从全过程中能量的转化，研究带电粒子的速度变化，经历的位移等．这条线索同样也适用于不均匀的电场． 研究带电粒子在电场中运动的两类重要的思维技巧 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．例如，垂直射入平行板电场中的带电粒子的运动可类比于平抛，带电单摆在竖直方向匀强电场中的运动可等效于重力场强度g （2）整体法(全过程法) 电荷间的相互作用是成对出现的，把电荷系统的整体作为研究对象，就可以不必考虑其间的相互作用． 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()往往能迅速找到解题入口或简化计算． （四）巩固新课：1、引导学生完成问题与练习。1、3、4做练习。作业2、5。 2、阅读教材内容，及P36-37的【科学足迹】、【科学漫步】