高二物理《第九节 带电粒子在电场中的运动》教学设计

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1、第九节、带电粒子在电场中的运动教学设计一、【内容与解析】本节课要学的内容带电粒子在电场中的运动规律指的是分析解决加速和偏转方向的问题，其核心是加速和偏转方向的问题,理解它关键就是要分方向考虑问题。学生已经学过平抛运动，本节课的内容带电粒子在电场中的运动规律就是在此基础上的发展。由于它还与电学有密切的联系,所以在本学科有重要的地位，并有一定的作用,是本学科的核心内容。教学的重点是加速和偏转，解决重点的关键是分方向考虑问题。二、【教学目标与解析】教学目标1、理解带电粒子在电场中的运动规律，并能分析解决加速和偏转方向的问题．2、知道示波管的构

2、造和基本原理．目标解析带电粒子在电场中受到电场力的作用会产生加速度，使其原有速度发生变化．在现代科学实验和技术设备中，常常利用电场来控制或改变带电粒子的运动。三、【问题诊断分析】在本节课的教学中，学生可能遇到的问题是对运动规律的不理解，产生这一问题的原因是没有分方向考虑。要解决这一问题，就要从两个方向考虑问题，其中关键是搞清两个方向的受力情况。四、【教学支持条件分析】五、【教学过程】教师活动：引导学生复习回顾相关知识点（投影思考题）（1）牛顿第二定律的内容是什么?（2）动能定理的表达式是什么?（3）平抛运动的相关知识点。（4）静电力做功

3、的计算方法。学生活动：结合自己的实际情况回顾复习。师生互动强化认识：（1）a=F合/m（注意是F合）（2）W合=△Ek=（注意是合力做的功）（3）平抛运动的相关知识（4）W=F·scosθ（恒力→匀强电场）W=qU（任何电场）1、带电粒子的加速教师活动：提出问题要使带电粒子在电场中只被加速而不改变运动方向该怎么办?（相关知识链接：合外力与初速度在一条直线上，改变速度的大小；合外力与初速度成90°，仅改变速度的方向；合外力与初速度成一定角度θ，既改变速度的大小又改变速度的方向）学生探究活动：结合相关知识提出设计方案并互相讨论其可行性。学生

4、介绍自己的设计方案。师生互动归纳：（教师要对学生进行激励评价）方案1：v0=0，仅受电场力就会做加速运动，可达到目的。方案2：v0≠0，仅受电场力，电场力的方向应同v0同向才能达到加速的目的。教师投影：加速示意图．学生探究活动：上面示意图中两电荷电性换一下能否达到加速的目的?（提示：从实际角度考虑，注意两边是金属板）学生汇报探究结果：不可行，直接打在板上。学生活动：结合图示动手推导，当v0=0时，带电粒子到达另一板的速度大小。（教师抽查学生的结果展示、激励评价）教师点拨拓展：方法一：先求出带电粒子的加速度：a=再根据vt2-v02=2a

5、d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=.深入探究：（1）结合牛顿第二定律及动能定理中做功条件（W=Fscosθ恒力W=Uq任何电场）讨论各方法的实用性。（2）若初速度为v0（不等于零），推导最终的速度表达式。学生活动：思考讨论，列式推导（教师抽查学生探究结果并展示）教师点拨拓展：（1）推导：设初速为v0，末速为v，则据动能定理得qU=mv2-mv02所以v=（v0=0时，v=）方法渗透：理解运动规律，学会求解方法，不去死记结论

6、。（2）方法一：必须在匀强电场中使用（F=qE，F为恒力，E恒定）方法二：由于非匀强电场中，公式W=qU同样适用，故后一种可行性更高，应用程度更高。实例探究：课本例题1第一步：学生独立推导。第二步：对照课本解析归纳方法。第三步：教师强调注意事项。（计算先推导最终表达式，再统一代入数值运算，统一单位后不用每个量都写，只在最终结果标出即可）过渡：如果带电粒子在电场中的加速度方向不在同一条直线上，带电粒子的运动情况又如何呢?下面我们通过一种较特殊的情况来研究。2、带电粒子的偏转教师投影：如图所示，电子以初速度v0垂直于电场线射入匀强电场中．问

7、题讨论：（1）分析带电粒子的受力情况。（2）你认为这种情况同哪种运动类似，这种运动的研究方法是什么?（3）你能类比得到带电粒子在电场中运动的研究方法吗?学生活动：讨论并回答上述问题：（1）关于带电粒子的受力，学生的争论焦点可能在是否考虑重力上。教师应及时引导：对于基本粒子，如电子、质子、α粒子等，由于质量m很小，所以重力比电场力小得多，重力可忽略不计。对于带电的尘埃、液滴、小球等，m较大，重力一般不能忽略。（2）带电粒子以初速度v0垂直于电场线方向飞入匀强电场时，受到恒定的与初速度方向成90°角的作用而做匀变速曲线运动，类似于力学中的平

8、抛运动，平抛运动的研究方法是运动的合成和分解。（3）带电粒子垂直进入电场中的运动也可采用运动的合成和分解的方法进行。CAI课件分解展示：（1）带电粒子在垂直于电场线方向上不受任何力，做匀速直线运动。（2）在