高中物理第一章第9节带电粒子在电场中的运动教案.docVIP

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9带电粒子在电场中的运动

本节分析

在前面学习静电场性质的基础上，本节学习处理带电粒子在电场中运动的问题．本节内容主要培育学生综合应用力学学问和电学学问的实力．内容由“带电粒子的加速”“带电粒子的偏转”“示波管的原理”三部分组成．这样支配学习内容梯度非常明显，也符合学生的认知规律．由于力学与电学的综合程度渐渐提高，学生学习出现一些困难也属正常现象．老师应当帮助学生铺设合理的台阶，逐步提高他们的综合分析实力．

教材是通过例题的形式来探讨带电粒子的加速和偏转问题的．这样的处理可以避开出现“加速度公式、位移公式、速度公式、偏转角公式”等，因为记忆这些公式不仅加重学生负担，更会严峻冲击学生探讨问题时的物理意识．

示波管原理部分不仅对力学、电学学问的综合实力的要求较高，而且要求有肯定的空间想象实力．为此，教材第36页“思索与探讨”栏目中设计了四个问题，事实上是设置了四个台阶．教学中要按部就班，给学生足够的思索空间．

教材中带电粒子做匀加速运动，但没有用匀加速运动的公式来处理，而是用动能定理来处理．这是因为在电场中应用动能定理有特殊的优越性（静电力做功与路径无关）．

学情分析

1．学生处理带电粒子在电场中运动的问题时，经常因“重力是否可以忽视”这一问题感到迷茫．老师处理这个问题时，要给学生总结归纳．

2．带电粒子的偏转

教材给出了电子垂直电场线方向射入匀强电场的情景．由于静电力方向与电子的初速度方向垂直，且静电力是恒力，所以学生可以据此判定电子只能做匀变速曲线运动，进而思索，用什么样的方法分析处理此类曲线运动的问题．

3．示波管的原理

学生没有依据沙摆试验得到振动曲线的基础，且本节也不宜用三角函数引入，因而本部分内容的学习难度较大，所以应当依据限制变量的思想逐步推动．

教学目标

eq\b\lc\(\a\vs4\al\co1(●))学问与技能

（1）学习运用静电力、电场强度等概念探讨带电粒子在电场中运动时的加速度、速度和位移等物理量的改变．

（2）综合运用静电力做功、电势差、等势面等概念探讨带电粒子在电场中运动时的能量转化．

（3）了解示波管原理，并会分析简洁现象．

eq\b\lc\(\a\vs4\al\co1(●))过程与方法

运用运动分解的方法，经验计算推导过程，培育学生的分析实力、抽象思维的实力和综合实力．

情感、看法与价值观

了解示波管的工作原理，体会静电场学问对科学技术的影响．

教学重难点

重点：带电粒子在电场中的偏转．

难点：示波管原理．

教学方法

类比法、推导公式法、探讨法．

教学打算

多媒体协助教学设备．

教学过程设计

主要教学过程

教学设计

老师活动

学生活动

一、引入新课

【学问回顾】

1.牛顿其次定律的公式是F＝ma

2.动能定理的表达式是ΔW＝ΔEk

3.解决平抛这类曲线运动的方法是：将运动分解为一个水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀加速直线运动

水平方向：x＝v0t

竖直方向：h＝eq\f(1,2)at2

速度偏转角度tanα＝eq\f(vy,v0)

4.静电力做功的计算方法

恒力（匀强电场）：W＝qEd随意状况：W＝qU

（设计意图：回顾相关力学、电学学问，为综合计算打下基础．）

【学问打算】电场中的带电粒子在什么状况下不考虑重力？

自主学习，建议提前完成.

二、自主学习

带电粒子受力状况分析

1.只有在带电粒子的重力远小于静电力时，粒子的重力才可以忽视；

2.一般来说，微观带电粒子如电子、质子、离子等除有说明或有明示外，处理问题时均不计重力；而带电的液滴、小球等除有说明或其他明示外，处理问题时均应当考虑重力.

阅读教材，得出结论.

三、新课教学

（一）带电粒子的加速

【思索】带电粒子做加速或减速直线运动的条件是什么？

【例1】如图所示，在真空中有一对平行金属板，两板间加以电压U，两板的间距为d.两板间有一质量为m，带正电荷q的带电粒子．它在电场力的作用下，由静止起先从正极板向负极板运动，到达负极板时的速度有多大？（不考虑粒子的重力）

eq\x(\b\lc\(\a\vs4\al\co1(运用能量学问求解,Uq＝\f(1,2)mv2,v＝\r(\f(2Uq,m)))))eq\x(\b\lc\(\a\vs4\al\co1(运用运动学学问求解,U＝Ed,Eq＝mav＝\r(\f(2Uq,m)),2ad＝v2)))

【思维拓展】假如进入电场的速度为v0，其最终射出电场的速度为多大？

【思索探讨】上述问题中，假如在非匀强电场中该用何种方法求解？上面的方法是否仍旧适用？为什么？

（设计意图：通过各种变式探讨，使学生知道公式与情景的对应关系，并且了解这类问题无非是新情景下的力学问题．）

【尝试练习】炙热的金属丝可以放射电子如图所示．在金属丝和金属板间加以