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1、带电粒子在电场中的运动公主岭一中.制作杨平平*1(一)复习提问:1通过复习场强,动能定理等知识为本节教学做好理论支持.2通过复习平抛运动的研究方法为本节的类比教学打下基础.2返回*(二)导入新课:首先,演示教学仪器示波器,展示科学现象之美.激发学生的好奇心.其次,设疑:你想知道它的工作原理吗,那么我们一起学习本堂课吧.现代技术中,常用电场控制带电粒子的运动,利用电场使粒子加速,利用电场使粒子偏转.3返回*(三)新课教学:任务一:关于重力是否考虑的问题任务二:讲解带电粒子的加速任务三:讲解带电粒子的偏转任务四:讲解示波管的原理4返回*任务一:关于重力是否考虑的问题(1)基本粒
2、子:如电子,质子,氘核,氚核,a粒子等由于质量很小,重力比电场力小得多,所以无特殊说明可不计粒子的重力;(2)带电颗粒:如带电的小球,液滴,尘埃等由于质量较大,无特殊说明应考虑重力5返回*任务二:带电粒子的加速第一步:创设物理情景(例题)第二步:迁移训练(1)通过大屏幕显示教材中的例1(2)迁移训练26返回*7第一步带电粒子的加速物理情景如图所示，在真空中有一对平行金属板，两板间加以电压U。两板间有一带正电荷q的带电粒子。它在电场力的作用下，由静止开始从正极板向负极板运动，到达负板时的速度有多大？(不考虑粒子的重力）qUm+_带电粒子的加速d分析答案思考与讨论返回*加速电场
3、.exe分析1、受力分析:重力不计受水平向右的电场力F＝Eq=qU/d2、2、运动分析:初速度为零加速度为a=qU/md做向右匀加速直线运动。3、各力做功分析只有电场力在做功W=qu4、各状态动能分析初状态动能0,末状态动:EK=mv2/28返回qUm+_带电粒子的加速d*9一、带电粒子的加速物理情景答案如图所示，在真空中有一对平行金属板，两板间加以电压U。两板间有一带正电荷q的带电粒子。它在电场力的作用下，由静止开始从正极板向负极板运动，到达负板时的速度有多大？(不考虑粒子的重力）qUm+_带电粒子的加速d解法一 运用运动学知识求解解法二运用动能定理求解分析思考与讨论返回
4、物理情景返回*思考与讨论:上述问题,两块金属板是平行的,两板间是匀强电场,如果两极板是其他形状,中间不是匀强电场那么两种方法都适用吗?由此你能得出什么结论?解:由于电场力做功与场强是否匀强无关，与运动路径也无关，第二种方法仍适用.结论:方法一:必须在匀强电场中才能使用;方法二:在任何电场中均适用可见应用能量的观点研究加速问题比较简单.10返回*第二步迁移训练1(教材中的例1)学生自己分析11返回解:利用能量知识求解由w=eu再由动能定理:w=mv2/2得:eu=mv2/2即v=√2eu/m=3.0*107m/s*炽热的金属丝可以发射电子,在金属丝和金属板之间加以电压U=25
5、00V,发射的电子在真空中加速后,从金属板的小孔穿出.电子穿出时的速度有多大?设电子刚刚离开金属板的速度是零.第二步迁移训练2如果带点粒子以一定的初速度v0沿着平行于电场线的方向进入匀强电场中,粒子飞出加速电场时的速度是多少呢?解:粒子做匀加速(或匀减速)直线运动,根据动能定理eu=mv2/2–mv02/2得v=√v02+2eu/m当v0=0时,v=√2eu/m12返回*返回任务二任务三:带电粒子的偏转第一步:在大屏幕上展示教材中的例2第二步:迁移练习3迁移训练413返回*第一步:例题2总结答案14返回1.电场力和速度方向什么关系?2.电场力有什么特点?3.电子做什么性质的
6、运动?4.这种性质的运动我们学过吗?电子的这种运动叫类平抛运动可用平抛运动方法研究学生分析学生动手*偏转模拟演示.exe两个相同的极板长度L=6.0cm相距d=2.0cm板间的电压U=200V,一个电子沿平行于极板的方向射入电场中,射入的速V0=3.0*107m/s,把两板间的电场看做匀强电场,求电子射出电场时沿垂直于板面方向偏移的距离Y和偏转的角度θθ.第一步:例题2答案总结返回例题215返回.学生分析解:(1)在电场中的运动时间t=L/v0.(2)粒子的加速度为a=qu/md.(3)离开电场时竖直方向的偏转距离y=at2/2=quL2/2mdv02代入数据后,求得y=0
7、.36cm.(4)离开电场时竖直方向的分速度为Vy=at=quL/mdv0.(5)粒子离开电场时偏转角的正切值为tanθ=vy/v0=quL/mvo2d代入数据后,求得θ=6.80学生动手1.电场力和速度方向什么关系?2.电场力有什么特点?3.电子做什么性质的运动?4.这种性质的运动我们学过吗?电子的这种运动叫类平抛运动可用平抛运动方法研究*两个相同的极板长度L=6.0cm相距d=2.0cm板间的电压U=200V,一个电子沿平行于极板的方向射入电场中,射入的速V0=3.0*107m/s,把两板间的电场看做匀强电场,
