20130811高三物理带电粒子在匀强电场中的运动教案.doc

带电粒子在电场中的运动专题 湖北省大冶一中　陈文静 【教材分析】： 本专题是是历年高考的重点内容。综合性强，理论分析要求高。带电粒子的加速是电场的能的性质的应用；带电粒子的偏转则侧重于电场的力的性质，通过类比恒力作用下的曲线运动（平抛运动），理论上探究带电粒子在电场中偏转的规律。此外专题既包含了电场的基本性质，又要运用直线和曲线运动的规律，还涉及到能量的转化和守恒，有关类比和建模等科学方法的应用也比较典型。对带电粒子的加速和偏转的规律的复习，只要做好引导，学生自己是能够完成的，而且可以提高学生综合分析问题的能力。 【教学目标 （一）知识与技能 使学生理解并掌握带电粒子在电场中运动的特点和规律，能够正确分析和解答带电粒子在电场中的加速和偏转等方面的问题。 （二）过程与方法 通过带电粒子在电场中加速、偏转过程分析的复习，进一步培养学生的分析、推理能力和综合应用物理知识对具体问题进行具体分析的能力。 （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 带电粒子在电场力作用下的运动情况分析判断，掌握运用力的观点和能的观点求解带电粒子运动思路和方法教学设计I程度，近几年全国各地高考试题对这一部分的考察能力点主要是分析，理解和计算能力。本节课意在通过学生在知识回顾中的推导推理，例题解析，探究拓展，热身训练，巩固练习等师生活动的设计中，强化学生对带电粒子在电场中运动的过程分析，本节主要解决偏转问题，培养学生的综合分析能力和计算能力。 【教学方法】： 复习回顾法、讲授法、归纳法 【知识回顾】： 一．解决带电粒子在电场中运动的基本思路： 1 研究对象有两种：带电粒子和带电质点 2．运动轨迹和过程分析 带电粒子运动形式决定于：粒子的受力情况和初速度情况3．解题的依据 （1 （2带电粒子的加速如图所示，在一对带电平行金属板所形成的匀强电场中，两板间的电压为U，电场强度为E。如果图中的带正电或带负电的粒子的初速为零，就会在电场力的作用下做匀加速直线运动。 处理这类问题有两种方法匀变速直线运动的公式利用能例1：一个带+q的微粒，从A点射入水平方向的匀强电场中，微粒沿直线AB 运动，如图，AB与电场线夹角为θ，已知带电微粒的质量为m，电量为 q ，A、B相距为L, （1）说明微粒在电场中运动的性质，要求说明理由． （2）电场强度的大小和方向？ （3）若微粒恰能运动到B点，求微粒射入电场时速度V0？ 【热身训练】： 如图所示，在P板附近有一电子由静止开始向Q板运动，则关于电子到达Q板时的速率，下列解释正确的是（ ） A.两板间距离越大，加速时间就越长，则获得的速率就越大. B.两板间距离越小，加速时间就越长，则获得的速率就越大 C.与两板间的距离无关，仅与加速电压有关 D.以上解释都不对. 三．带电粒子在匀强电场中的偏转如图，质量为m电荷量为q的带电粒子以平行于极板的初速度v0射入长L板间距离为d的平行板电容器间，两板间电压为U，求射出时的侧移、偏转角和动能增量。处理这类问题方法例2：水平放置的两块平行金属板板长l＝5.0cm，两板间距d＝1.0cm，两板间电压为90V，且上板为正，一个电子沿水平方向以速度v0=2.0×107m／s从两板中间射入，如图所示，求： （1）电子偏离金属板时侧位移是多少？ （2）电子飞出电场时的速度是多少？ （3）电子离开电场后，打在屏上的P点，若s＝10cm，求OP的长． 【探究拓展】： 如图所示，水平放置的平行板电容器，原来两板不带电，上极板接地，它的极板长L=0.1m，两板间距离d=0.4cm，有一束相同微粒组成的带电粒子流以相同的初速度从两板中央平行于极板射入，由于重力作用微粒能落到下板上，到达极板后电荷全部传给极板．已知微粒质量m=2.0×10-6kg，电量q=1.0×10-8C，电容器电容C=1.0×10-6F，取g=10m/s2．试求：（1）若第一个粒子刚好落到下板中点O处，则带电粒子入射时初速度v0的大小；（2）两板间电场强度为多大时，带电粒子能刚好落到下板右边缘B点；（3）若带电微粒以第一问中初速度v0入射，则最多能有多少个带电微粒落到下极板上？ 　一束质量为m、电荷量为q的带电粒子以平行于两极板的速度v0进入匀强电场，如图所示，如果两极板间的电压为U，两极板间距为d，板长为L，设粒子束不会击中极板，则粒子进入电场到飞出极板时电势能的变化量为（不计粒子重力） 下面是某同学对该题的一种解法： 解：根据功能原理，电势能的变化量等于电场力做功的大小： △E＝W＝ｑU/2 你认为这个