《带电粒子在电场中的运动》教学设计.doc

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1、【专题】带电粒子在匀强电场中的运动教学设计教学课题：【专题】带电粒子在匀强电场中的运动教学时间：年月日执教人：教学目标：1、使学生理解并掌握带电粒子在电场中运动的特点和规律。2、应用动力学的观点和功能关系分析带电粒子在电场中的加速和偏转问题。3、培养学生综合应用物理知识对具体问题进行具体分析的能力。教学重点、难点：1、带电粒子在电场力作用下偏转的运动情况分析判断；2、应用动力学的观点和功能关系来分析带电粒子在电场中的加速和偏转问题。教学设计：本节课意在通过学生在知识回顾中的推导推理，辨析讨论，例题解析，巩固练习等师生活动的设计，强化学生对带电粒子在电场中运动的过程分析，

2、本节主要解决偏转问题，培养其综合分析能力和计算能力。教学课时：1课时教学过程：一、考情分析：带电粒子在匀强电场中的运动问题涉及到较多的概念和规律，是一个综合性很强的考点。从物理规律应用的角度分析，涉及到受力分析、牛顿定律、功能关系，从涉及的运动过程分析，包括电场中的平衡、加速和偏转，从考查方法的角度分析，可以涉及运动的合成与分解法、正交分解法等等。分析近几年来高考物理试卷可知，带电粒子在匀强电场中的运动在高考试题中的比例非常高，几乎年年都考，题型全、难度大，特别是只要有计算题出现就一定是难度较大的综合题。二、相关知识：解决带电粒子在电场中运动的基本思路：81．受力分析。

3、研究对象有两种：带电粒子和带电质点。前者不考虑重力，后者要考虑重力。2．运动轨迹和过程分析。带电粒子运动形式决定于：粒子的受力情况和初速度情况。3．解题的依据。（1）力的观点：牛顿运动定律和运动学公式。（2）能量的观点：动能定理；能的转化与守恒定律。三、带电粒子的加速当带电粒子无初速度或初速度的方向与电场方向平行时，如果带电粒子所受电场力远大于重力，可以忽略重力的影响，由动能定理求解。可不考虑电场是否匀强，也不用考虑带电粒子的运动性质、轨迹形状。图1（1）从做功和能量的角度来看：如图1所示，质量为m，带正电荷q的粒子，在电场力作用下由静止开始从正极板向负极板运动的过程中

4、：1．电场力对它做的功：.2．带电粒子到达负极板速率为v，它的动能为。3．由动能定理可知，,可解出。4．带电粒子在非匀强电场中加速，上述结果仍适用．（2）从动力学和运动学的角度来看：（只适用于匀强电场）8四、带电粒子在匀强电场中的偏转带电粒子以垂直场强的方向进入匀强电场，带电粒子的运动类似于平抛运动，根据处理复杂运动的基本思想，可分解为两个互相垂直的直线运动。质量为m电荷量为q的带电粒子以平行于极板的初速度v0射入长l板间距离图2为d的平行板电容器间，两板间电压为U，如图，（1）在水平方向（垂直于电场线方向）：做匀速度直线运动，有，，。（2）在竖起方向（平行于电场线方向

5、且qE>>mg）：做匀加速运动，有加速度速度侧移量（U’为加速电压）偏转角（U’为加速电压）粒子离开电场时位移与初速度夹角的正切。五、例题例题1.如图所示，在点电荷＋Q的电场中有A、B两点，将质子和α粒子分别从A点由静止释放到达B点时，它们的速度大小之比为多少？【思路点拨】　带电粒子被加速，在匀强电场中做匀加速直线运动，在非匀强电场中做变加速运动，解决问题的方法是利用动能定理．[解析]质子和α粒子都是正离子，从A点释放将受静电力作用加速运动到8B点，设AB两点间的电势差为U，由动能定理有：对质子：mHv＝qHU，对α粒子：mαv＝qαU，所以＝＝＝。例2、一束电子流在经

6、U＝5000V的加速电压加速后，在距两极板等距离处垂直进入平行板间的匀强电场，如图所示．若两板间距d＝1.0cm，板长l＝5.0cm，那么要使电子能从平行板间飞出，两个极板上最大能加多大电压？【思路点拨】　电子经加速后水平飞入两板之间做类平抛运动，两板间所加电压的最大值对应电子恰好沿板右边缘飞出的情况．【解答】　加速过程，由动能定理得eU＝mv①进入偏转电场，电子在平行于板面的方向上做匀速运动，　　　l＝v0t②在垂直于板面的方向做匀加速直线运动，加速度a＝＝③偏距y＝at2④能飞出的条件为y≤⑤联立①～⑤式解得U′≤＝4.0×102V.即要使电子能飞出，所加电压最大为

7、400V.答：要使电子能从平行板间飞出，两个极板上最大能加电压为400V。六、小结：1.明确处理带电粒子在电场中偏转问题的方法：化曲为直。82.掌握带电粒子在电场中偏转时偏转量和偏转角的相关计算和讨论带电粒子在电场中的运动主要掌握加速和偏转两个方面的问题，特别要注意以下几点：(1)对带电粒子进行受力分析，运动特点分析，力做功情况分析是选择规律解题的关键．(2)选择解题的方法是优先从功能关系角度考虑，应用功能关系列式简单、方便，不易出错．（3）对带电粒子在电场中的偏转问题也可以选择动能定理求解，但只能求出速度的大小，不能求出速度的方向，涉及