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8.8 帶電粒子在電場中的運動(1) 教學目標 知識與技能： 1、理解帶電粒子在電場中的運動規(guī)律，并能分析解決加速和偏轉方向的問題． 2、知道示波管的構造和基本原理． 過程與方法： 通過帶電粒子在電場中加速、偏轉過程分析，培養(yǎng)學生的分析、推理能力 情感、態(tài)度與價值觀： 通過知識的應用，培養(yǎng)學生熱愛科學的精神 教學重點 帶電粒子在勻強電場中的運動規(guī)律 教學難點 綜合運用電學和力學知識處理偏轉問題 教學過程 一、課前導學 帶電粒子在電場中受到電場力的作用會產生加速度，使其原有速度發(fā)生變化．在現代科學實驗和技術設備中，常常利用電場來控制或改變帶電粒子的運動。 二、質疑討論 1、帶電粒子的加速 (1)要使帶電粒子在電場中只被加速而不改變運動方向該怎么辦? （合外力與初速度在一條直線上，只改變速度的大小；合外力與初速度成90，僅改變速度的方向；合外力與初速度成一定角度θ，既改變速度的大小又改變速度的方向） (2) 如何計算圖1.8-1中 當v0=0時，帶電粒子到達另一板的速度大小? 方法一：先求出帶電粒子的加速度： 方法二：由W=qU及動能定理： 2、帶電粒子的偏轉 (教師投影)如圖所示，電子以初速度v0垂直于電場線射入勻強電場中． 問題討論： （1） 分析帶電粒子的受力情況。是否考慮重力? (對于基本粒子，如電子、質子、α粒子等，由于質量m很小，所以重力比電場力小得多，重力可忽略不計。對于帶電的塵埃、液滴、小球等，m較大，重力一般不能忽略。) （2）這種情況同哪種運動類似，這種運動的研究方法是什么? （3）帶電粒子在電場中偏轉問題的研究方法是什么? 3、示波管的原理 出示示波器，教師演示操作 ①光屏上的亮斑及變化。 ②掃描及變化。 ③豎直方向的偏移并調節(jié)使之變化。 ④機內提供的正弦電壓觀察及變化的觀察。 多媒體展示：示波器的核心部分是示波管，由電子槍、偏轉電極和熒光屏組成。 投影：示波管原理圖： 三、反饋矯正 1.課本例題1. 2.如右圖所示，設電荷帶電荷量為q，平行板長為L，兩板間距為d，電勢差為U，初速為v0．試求： （1）帶電粒子在電場中運動的時問t。 （2）粒子運動的加速度。 （3）粒子受力情況分析。 （4）粒子在射出電場時豎直方向上的偏轉距離。 （5）粒子在離開電場時豎直方向的分速度。 （6）粒子在離開電場時的速度大小。 （7）粒子在離開電場時的偏轉角度θ。 投影示范解析： 四、鞏固遷移 1.課本例題2 2.課本35頁思考與討論1.2.3 五、布置作業(yè) 課下閱讀課本“科學足跡”和“科學漫步”中的兩篇文章。 2019-2020年高二物理 《帶電粒子在電場中的運動》練習教案 新人教版 教學目標 知識與技能 能分析帶電粒子在電場中的運動問題 過程與方法 通過帶電粒子在電場中加速、偏轉過程分析，培養(yǎng)學生的分析、推理能力 情感、態(tài)度與價值觀 通過知識的應用，培養(yǎng)學生熱愛科學的精神 教學重點 帶電粒子在勻強電場中的運動規(guī)律 教學難點 運用電學和力學知識綜合處理偏轉問題 教學過程 一、課前導學 1．帶電粒子經電場加速：處理方法，可用動能定理、牛頓運動定律或用功能關系。 qU=mvt2/2-mv02/2 ∴ vt= ，若初速v0=0，則v= 。 2．帶電粒子經電場偏轉： 處理方法：靈活應用運動的合成和分解。 帶電粒子在勻強電場中作類平拋運動， U、 d、 l、 m、 q、 v0已知。 ①穿越時間: ②末速度: ③側向位移: ，討論：對于不同的帶電粒子 （1）若以相同的速度射入，則y與 成正比 （2）若以相同的動能射入，則y與 成正比 （3）若經相同的電壓U0加速后射入，則y=UL2/4DU0，與m、q 關，隨加速電壓的增大而 ，隨偏轉電壓的增大而 。 （4）偏轉角正切： （從電場出來時粒子速度方向的反向延長線必然過 ） 二、質疑討論 3．處理帶電粒子在電場中運動的一般步驟： （1）分析帶電粒子的受力情況，尤其要注意是否應該考慮重力，電場力是否恒力等。 （2）分析帶電粒子的初始狀態(tài)及條件，確定帶電粒子作直線運動還是曲線運動。 （3）建立正確的物理模型，進而確定解題方法是運力學、還是功能量關系。 （4）利用物理規(guī)律或其他手段（如圖線等）找出物理間的關系，建立方程組。 4．帶電粒子受力分析注意點： （1）對于電子、氕、氘、氚、核、粒子及離子等，一般不考慮重力； （2）對于帶電的顆粒，液滴、油滴、小球、塵埃等，除在題目中明確說明或暗示外，一般均應考慮重力； （3）除勻強電場中電量不變的帶電粒子受恒定的電場力外，一般電場中的電場力多為變力； （4）帶電導體相互接觸，可能引起電量的重新分配，從而引起電場力變化。 三、反饋矯正 t φ U0 -U0 o T/2 T 3T/2 2T 例1、 如圖所示，兩平行金屬板豎直放置，左極板接地，中間有小孔。右極板電勢隨時間變化的規(guī)律如圖所示。電子原來靜止在左極板小孔處。（不計重力作用）下列說法中正確的是( ) A.從t=0時刻釋放電子，電子將始終向右運動，直到打到右極板上 B.從t=0時刻釋放電子，電子可能在兩板間振動 C.從t=T/4時刻釋放電子，電子可能在兩板間振動，也可能打到右極板上 D.從t=3T/8時刻釋放電子，電子必將打到左極板上 例2、課本p38 (4) 例3、課課練p27(4) 四、鞏固遷移 課本p38(1)(2)(3)(5) 5、如圖所示，帶負電的小球靜止在水平放置的平行板電容 器兩板間，距下板0.8 cm，兩板間的電勢差為300 V.如果兩板間電勢差減小到60 V，則帶電小球運動到極板上需多長時間?