《带电粒子在电场中的运动》说课教案-大连教师网.DOC

《带电粒子在电场中的运动》教学设计 大连市第三中学 郭丹 教学目标 1、知识与技能： ①掌握带电粒子在电场中的运动情况的分析方法 ②掌握带电粒子在电场中加速和偏转的运动规律 ③能解释示波管的原理并进行相关的计算 2、过程与方法： ①运用猜想、类比等方法对带电粒子在电场中的运动规律进行理论探究 ②运用动力学观点和能量观点，体会带电粒子在电场中运动的一般分析方法 ③培养学生利用物理语言归纳总结规律的能力 3、情感、态度与价值观： ①了解带电粒子在电场中运动在技术上的应用，体会物理与科技、生活的联系,激发学生的学习兴趣 ②严密的演绎推理，感悟理论研究须具备严谨的科学态度和科学精神 教学重点、难点 1、重点：带电粒子在匀强电场中运动的规律 2、难点：电学知识和力学知识结合处理偏转问题 教学方法 讨论、讲解、观察、互动探究、练习反馈 教学过程 （一） 引入新课 以必威体育精装版的科学技术发展为切入点，播放一段新闻视频，让学生了解世界上最大的粒子加速器，强子对撞机，展示相关图片，激发学生的求知欲望，引出课题。 （二） 新课教学 计算机演示带电粒子在电场中加速和偏转运动的全过程。 带电粒子的加速 （设疑激趣）思考：如何使带电粒子在电场中只被加速而不改变运动方向？ (合作探究)学生合作探究提出设计方案并互相讨论其可行性。 （师生共同归纳）方案1：v0=0，仅受电场力就会做加速运动。 方案2：v0≠0，仅受电场力，电场力的方向应同v0同向。 （动画回放）粒子的加速过程 （学生推导）匀强电场中，带正电粒子在静电力的作用下由静止开始从正极板出发，计算到达负极板的速度. 方法一：先求出带电粒子的加速度： a= 再根据 vt2-v02=2ad 可求得当带电粒子从静止开始被加速时获得的速度为： vt= 方法二：由W=qU及动能定理： W=△Ek=mv2-0 得： qU=mv2 到达另一板时的速度为： v=. （思考讨论）1哪种分析方法更好？ 2如果是非匀强电场，应该选择哪种分析方法？ 学生体会应用能量的观点研究加速问题比较简单，动能定理也适用于非匀强电场。 （巩固练习1） 真空中有一对平行金属板，相距6.2cm，两板电势差为90v。二价的氧离子由静止开始加速，从一个极板到达另一个极板时，动能是多大？这个问题有几种解法？哪种解法比较简便？ 2带电粒子的偏转 （动画回放）粒子在偏转电场中的运动 （观察思考） 1粒子的运动轨迹？ （明确直线还是曲线） 2为什么做曲线运动？ （回顾做曲线运动条件） 2什么样的曲线运动？ （明确加速度特点,匀变速曲线运动） 4什么样的匀变速曲线运动？（初速度方向与加速度方向垂直,类似平抛运动） （类比分析）1粒子在偏转电场中的运动与物体在重力场中的平抛运动有什么相同点和不同点？(加速度不同) 2用什么方法分析处理这种曲线运动呢?（将运动分解） （学生推导）针对教材例题2，让学生动笔推导侧向位移y及偏转角Ф的表达式。（见教材） 解：粒子v0在电场中做类平抛运动 沿电场方向匀速运动所以有： 电子射出电场时，在垂直于电场方向偏移的距离为： 粒子在垂直于电场方向的加速度： 得： 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 学生独立推导，教师及时指导评价，关注推导错误和思维存在困难的学生。 （分组讨论）将学生分成两大组分别讨论，如何改变粒子射出偏转电场时的速度大小和方向？位移的大小和方向？学生到黑板上展示讨论的结果。 （课后思考）速度偏转角的正切值、位移与水平方向的夹角正切值之间的关系. 3示波管的原理 （实物展示）出示示波器，教师演示操作，让学生获得感性认识。 （信息分享）布置课前分组收集信息，课上展示学生收集到的示波器的图片、 示波器应用的相关资料。 （原理图展示）介绍示波器的核心部分是示波管。示波管由电子枪、偏转电极和荧光屏组成 （课后思考讨论）铺设台阶，设置了循序渐进的四个问题。 ①仅在XX’间或YY’间加电压 ②仅在YY’间加正弦电压 ③YY’间加正弦电压, XX’间加不变电压 ④YY’间加正弦电压, XX’间加锯齿形电压 试着画出来位置或图形。（X为正X’为负；Y正Y’负） （巩固练习2） 如图，是一个示波管工作原理图，电子经加速以后以速度V0垂直进入偏转电场，离开电场时偏转量是h，两平行板间的距离为d，电势差为U，板长为L.每单位电压引起的偏移量（h/U）叫做示波管的灵敏度，为了提高灵敏度，可采用下列哪些办法？ （ ） A. 增大两板间的电势差U B. 尽可能使板长L做得短些 C.尽可能使两板间距离d减小