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职高物理(人教版-电子电工类)教案:电子束在示波管中的运动
职高物理(人教版-电子电工类)教案:电子束在示波管中的运动
课题:电子束在示波管中的运动
课型:新授课
教学目标:
知识与技能 1、理解电势差与电场强度的关系
2、掌握带电粒子与电场中加速和偏转的规律
过程与方法 1、通过类比的方法分析论证带电粒子在电场中运动的规律
2、通过理论推导和实验,说明示波器的工作原理
情感态度与价值观
通过分析论证和实验观察,体会理论和实验的统一性,领悟人类认识客观世界的基本方法
重点:带电粒子在电场中加速和偏转的规律
难点:分析论证带电粒子在电场中加速和偏转的规律
教学准备:多媒体教学课件 示波器
教学过程:
[问题背景]如图,真空中两极间电势差为U,距离为d。现有一质量为m,电荷量为q的正电荷,无初速度的放入电场后,试讨论该电荷怎样运动?加速度是多少?(不考虑重力的影响)
师:你认为怎样确定其运动状态?
生:分析受力情况,求加速度。
师:由于一般微观粒子质量很小,相比电场力,
重力可以忽略不计,可见该带电荷
只受竖直向下的电场力F,故加速度a=F/m=qE/m
生:该电荷做初速度为零的匀加速直线运动
师:这与重力场中的哪种运动形式类似?
生:自由落体运动
师:若增大两极间的电压U,电荷的加速度有何变化?
生:a↑ E↓
师:可见场强E与电势差U之间有确定的关系
[探究一] 场强E与电势差U之间的定量关系
师:什么是电势差?
生:U=W/q(U是做功相联系的一个量),w=qU
师:而电场力的功W还可写作W=qEd
∴U=E/d 或 E=U/d
说明①d为两点间沿场强方向的距离
②两式的意义分别是
或
③将电荷从A点移到BC所在等势面上的任意一点,电势降低是相同的,但沿AC电势降落的最快。可见,电场中,电势降落最快的方向为场强的方向。
场强的单位 N/C与V/m是等价的,试证明之
[变式问题] 若电子从小孔射出后,垂直进入某一匀强电场中,它会怎样运动?
通过刚才的讨论,现在我们能够弄清楚示波器的工作原理了!
[探究二]:电子束在示波管中的运动规律
实验.播放课件:
不加电压时:亮班的位置
偏转电极YY’加电压U’时:亮班的位置
分析论证:
师:通过观察你认为电子在在示波管中的运动可以分为几个阶段?
生:同位交流讨论
生答:
(1)电子在电子枪中的运动(加速)
怎样求出射速度V0?
(2)电子在偏转电极中的运动
师:类似重力场中的平抛运动,处理方法是什么?
生:将平抛运动分解为两个方向的分运动?
水平方向:Vx=Vo=
L= Vot
竖直方向:a=qE/m=qU/md
Uy=at
y=at2/2
tanΨ= Uy/Vo
(3)离开偏转电场后:匀速直线运动
y’=y+LtanΨ
讨论与实验
(1)偏转量和偏转角跟带电粒子q、m无关,只取决于加速电场U和偏转电场U’
(2)若U’=Umaxsinwt,亮斑在荧光屏上将怎样运动?怎样使屏上出现完整的正弦曲线。
【针对训练】让一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子的混合物经过
同一加速电场由静止开始加速,然后在同一偏转电场里
偏转,在通过加速电场时获得的动能是否相同?通过偏
转电场时,它们是否会分为三股?请说明理由。
小结:
达标练习:
作业:P52.1-4
2
U d d
+
_
【针对训练】
{
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