带电粒子在电场中的运动选修3-1.doc

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1、1.9带电粒子在电场中的运动刘象录（甘肃省天水市长城中学）一、学情分析在前面学习过平抛运动和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。本节内容主要培养学生综合应用力学知识和电学知识的能力。本节内容由“带电粒子的加速”“带电粒子的偏转”“示波管”三部分组成。教学内容的梯度十分明显，这样的安排也符合学生的认知规律。由于本课题综合性强，理论分析要求高，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，学生学习出现一些困难亦属正常现象。教师应该帮助学生铺设合理的台阶，逐步提高他们的综合

2、分析能力。示波管原理部分不仅对力学、电学知识的综合能力有较高的要求，而且要求有一定的空间想象能力。因此教学中要循序渐进，给学生足够的时间来思考。二、教学课时：2学时，第1学时完成带电粒子的加速和带电粒子的偏转的学习，第2学时完成示波管的工作原理的学习。三、教学三维目标（一）知识与技能1．学习运用静电力、电场强度等概念研究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变化。2．学习运用静电力做功、电势、电势差、等势面等概念研究带电粒子在电场中运动时的能量转化。3．知道示波管的主要构造和工作原理，体会静电场知识对科学技术的影响。（二）过程与方法培养学生综合运用力学

3、和电学的知识分析解决带电粒子在电场中的运动的能力。（三）情感态度与价值观1．渗透物理学方法的教育：运用理想化方法，突出主要因素，忽略次要因素，不计粒子重力。2．培养学生综合分析问题的能力，体会物理知识的实际应用。四、教学重点、难点重点：带电粒子在匀强电场中的运动规律。难点：运用电学知识和力学知识综合处理偏转问题。五、教学过程：第一课时（一）复习导入【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）静电力做功的特点与相关计算方法。【学生活动】结合自己的实际情况回顾复习。【

4、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）（二）新课教学1．带电粒子的加速【教师活动】问题导引1：如图所示，若带电粒子在电场中处于静止状态，该粒子带正电还是负电?【学生活动】讨论并回答上述问题：分析：带电粒子处于静止状态，所以∑F＝0。因为带电粒子只受重力和静电力的作用，而重力方向竖直向下，所以所受电场力必为竖直向上。又因为场强方向竖直向下，所以该带电体带负电。【教师活动】问题导引2：如下图所示，若要使带电粒子（重力作用忽略）在电场中

5、只被加速而不改变运动方向该怎么办?（相关知识链接：①合外力与初速度方向在同一条直线上，仅改变速度的大小；②合外力与初速度成90°，仅改变速度的方向；③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。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。【教师导引】1.对于基本粒子，如电子、质子、α粒子等，由于质量m很小，所以重力比静电力小得多，重力作用可忽略不计。2．对于带电的尘埃、液滴、小球等，m较大，重力一般不能忽略。某些带电体是否考虑重力，要根据题目暗示或运动状态来判定，如上两例。【

6、学生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。【学生探究活动】上面示意图中两电荷电性互换一下能否达到加速的目的?（提示：从实际角度考虑，注意两边是带电的金属板）【学生汇报探究结果】不可行，直接打在板上。【实例探究】自主学习课本例题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，只在最终结果标出单位即可）（教师抽查学

7、生的结果展示、激励评价）【教师点拨拓展】这个问题有几种解法?方法一：运用运动学知识求解先求出带电粒子的加速度：再根据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：运用能量知识求解由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】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】推导：设初速度为v0，末速度为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