第一篇：【物理】1.9《帶電粒子在電場中的運動》教案(新人教版選修3-1)

知識改變命運，學(xué)習(xí)成就未來

知識改變命運，學(xué)習(xí)成就未來

（3）平拋運動的相關(guān)知識點。（4）靜電力做功的計算方法。

學(xué)生活動：結(jié)合自己的實際情況回顧復(fù)習(xí)。師生互動強化認識：（1）a=F合/m（注意是F合）

（2）W合=△Ek=Ek2?Ek1（注意是合力做的功）（3）平拋運動的相關(guān)知識

（4）W=F·scosθ（恒力→勻強電場）

W=qU（任何電場）

1、帶電粒子的加速 教師活動：提出問題

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?（相關(guān)知識鏈接：合外力與初速度在一條直線上，改變速度的大??；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）

學(xué)生探究活動：結(jié)合相關(guān)知識提出設(shè)計方案并互相討論其可行性。學(xué)生介紹自己的設(shè)計方案。

師生互動歸納：（教師要對學(xué)生進行激勵評價）

方案1：v0=0，僅受電場力就會做加速運動，可達到目的。

方案2：v0≠0，僅受電場力，電場力的方向應(yīng)同v0同向才能達到加速的目的。教師投影：加速示意圖．

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學(xué)生探究活動：上面示意圖中兩電荷電性換一下能否達到加速的目的?（提示：從實際角度考慮，注意兩邊是金屬板）學(xué)生匯報探究結(jié)果：不可行，直接打在板上。

學(xué)生活動：結(jié)合圖示動手推導(dǎo)，當v0=0時，帶電粒子到達另一板的速度大小。（教師抽查學(xué)生的結(jié)果展示、激勵評價）教師點撥拓展：

方法一：先求出帶電粒子的加速度：

a=再根據(jù)

vt2-v02=2ad

可求得當帶電粒子從靜止開始被加速時獲得的速度為：

qU md

vt=2?qU?d?md2qU m方法二：由W=qU及動能定理：

W=△Ek=得：

qU=到達另一板時的速度為：

12mv-0 212mv 2v=

2qU.m深入探究：

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（1）結(jié)合牛頓

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（1）分析帶電粒子的受力情況。

（2）你認為這種情況同哪種運動類似，這種運動的研究方法是什么?（3）你能類比得到帶電粒子在電場中運動的研究方法嗎? 學(xué)生活動：討論并回答上述問題：

（1）關(guān)于帶電粒子的受力，學(xué)生的爭論焦點可能在是否考慮重力上。

教師應(yīng)及時引導(dǎo)：對于基本粒子，如電子、質(zhì)子、α粒子等，由于質(zhì)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）帶電粒子以初速度v0垂直于電場線方向飛入勻強電場時，受到恒定的與初速度方向成90°角的作用而做勻變速曲線運動，類似于力學(xué)中的平拋運動，平拋運動的研究方法是運動的合成和分解。

（3）帶電粒子垂直進入電場中的運動也可采用運動的合成和分解的方法進行。CAI課件分解展示：

（1）帶電粒子在垂直于電場線方向上不受任何力，做勻速直線運動。

（2）在平行于電場線方向上，受到電場力的作用做初速為零的勻加速直線運動。深入探究：如右圖所示，設(shè)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(zhuǎn)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(zhuǎn)角度θ。[學(xué)生活動：結(jié)合所學(xué)知識，自主分析推導(dǎo)。（教師抽查學(xué)生活動結(jié)果并展示，教師激勵評價）投影示范解析：

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解：由于帶電粒子在電場中運動受力僅有電場力（與初速度垂直且恒定），不考慮重力，故帶電粒子做類平拋運動。

粒子在電場中的運動時間

t=

L v0加速度

a=豎直方向的偏轉(zhuǎn)距離：

Eq=qU/md m121UqL2qL2y=at=?()?U.222mdv02mv0d粒子離開電場時豎直方向的速度為

v1=at=

UqL

mdv02速度為：

v=v12?v0?(UqL22)?v0mdv0粒子離開電場時的偏轉(zhuǎn)角度θ為：

tanθ=

v1qLqL?U???arctanU.22v0mv0dmv0d拓展：若帶電粒子的初速v0是在電場的電勢差U1下加速而來的（從零開始），那么上面的結(jié)果又如何呢?（y，θ）

學(xué)生探究活動：動手推導(dǎo)、互動檢查。（教師抽查學(xué)生推導(dǎo)結(jié)果并展示： 結(jié)論：

UL2y= 4U1dUL 2U1dθ=arctan與q、m無關(guān)。

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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(diào)節(jié)使之變化。④機內(nèi)提供的正弦電壓觀察及變化的觀察。學(xué)生活動：觀察示波器的現(xiàn)象。閱讀課本相關(guān)內(nèi)容探究原因。教師點撥拓展，師生互動探究：

多媒體展示：示波器的核心部分是示波管，由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成。投影：示波管原理圖：

電子槍中的燈絲K發(fā)射電子，經(jīng)加速電場加速后，得到的速度為：

v0=

2qU1 mθ

如果在偏轉(zhuǎn)電極yy?上加電壓電子在偏轉(zhuǎn)電極yy?的電場中發(fā)生偏轉(zhuǎn)．離開偏轉(zhuǎn)電極yy?后沿直線前進，打在熒光屏上的亮斑在豎直方向發(fā)生偏移．其偏移量y?為y?=y+Ltanθ

qLqL2因為y=

tan??U U22mv0d2mv0dqLqL2所以y?=·U+L·U 22mv0d2mv0d歡迎各位老師踴躍投稿，稿酬豐厚 郵箱：zxjkw@163.com

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LqLL·U=（L+）tanθ(L?)222mv0d

=如果U=Umax·sinωt則y?=y?max·sinωt 學(xué)生活動：結(jié)合推導(dǎo)分析教師演示現(xiàn)象。

（三）課堂總結(jié)、點評 1．帶電粒子的加速

(1)動力學(xué)分析：帶電粒子沿與電場線平行方向進入電場，受到的電場力與運動方向在同一直線上，做加(減)速直線運動，如果是勻強電場，則做勻加(減)速運動．

(2)功能關(guān)系分析：粒子只受電場力作用，動能變化量等于電勢能的變化量．

qU?1112mv2(初速度為零)；qU?mv2?mv0 此式適用于一切電場． 22

22．帶電粒子的偏轉(zhuǎn)

(1)動力學(xué)分析：帶電粒子以速度v0垂直于電場線方向飛入兩帶電平行板產(chǎn)生的勻強電場中，受到恒定的與初速度方向成900角的電場力作用而做勻變速曲線運動(類平拋運動)．

(2)運動的分析方法(看成類平拋運動)：

①沿初速度方向做速度為v0的勻速直線運動．

②沿電場力方向做初速度為零的勻加速直線運動．

（四）布置作業(yè)

1、書面完成 “問題與練習(xí)”

第二篇：1.9 帶電粒子在電場中運動 教案 (人教版選修3-1)

第九節(jié) 帶電粒子在電場中的運動

三維目標

知識與技能

1.讓學(xué)生掌握帶電粒子在電場中做勻變速直線運動一類問題的解題技巧； 2.讓學(xué)生掌握帶電粒子在電場中發(fā)生偏轉(zhuǎn)時的基本規(guī)律；

3.讓學(xué)生掌握帶電粒子在電場中發(fā)生偏轉(zhuǎn)一類問題的基本解題技巧； 4.讓學(xué)生掌握示波管的基本原理。過程與方法

1.由一般的勻變速直線運動過渡到帶電粒子在電場中的勻變速直線運動，讓學(xué)生學(xué)會知識的遷移；

2.由一般的平拋運動過渡到一般的類平拋運動，再過渡到帶電粒子在偏轉(zhuǎn)電場中的類平拋運動，讓學(xué)生掌握知識遷移的方法。情感、態(tài)度和價值觀

通過一般勻變速直線運動與帶電粒子在電場中的勻變速直線運動的聯(lián)系，以及一般平拋運動與一般類平拋運動、帶電粒子在偏轉(zhuǎn)電場中的類平拋運動的聯(lián)系，揭示世界是普遍聯(lián)系在一起的唯物主義哲學(xué)觀點。教學(xué)重點

1.帶電粒子在電場中的勻變速直線運動； 2.帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)——類平拋運動。教學(xué)難點

帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)——類平拋運動 教學(xué)方法

講解、提問、類比、練習(xí)課時安排

1課時 教學(xué)過程 【新課導(dǎo)入】

師：高一時，我們學(xué)習(xí)了勻變速直線運動和平拋運動。勻變速直線運動是受到一個方向與速度方向在一條直線上的恒力，但不確定恒力是什么力；平拋運動是受到一個方向與速度方向垂直的重力，這個重力也是恒力。那么，今天，我想問一下大家，勻變速直線運動中的恒力，能不能是什么具體的力，比如說勻強電場的電場力；平拋運動中重力，能不能改成其他的力，比如說改成勻強電場的電場力？ 生：（思考）

師：這就是我們今天要講的《帶電粒子在電場中的運動》?！景鍟?/p>

第九節(jié)

帶電粒子在電場中的運動 【新課教學(xué)】

師：首先，告訴大家一個常識，就是基本帶電粒子在一般情況下所受的重力遠遠小于它所受的靜電力，所以，對于基本帶電粒子在電場中運動的問題，一般忽略其重力，只考慮它所受的電場力。下面大家看下面幾個問題：

例

1、一個質(zhì)量為m的小球，在光滑的水平桌面上，受一恒力F作用，從靜止開始運動，前進距離d，求其末速度為多大？

例

2、如圖所示，在真空中有一對平行金屬板，兩板間加以電壓U，兩板間距d，兩板間有一個帶正電荷q的帶電粒子，質(zhì)量為m，它在電場力的作用下，由靜止開始從正極板向負極板運動，到達負極板時的速度有多大？（不考慮帶電粒子的重力）

師：大家看這兩個問題，首先分析一下，這兩個問題中質(zhì)點所受到的力是否具有相同的特征？ 如果具有相同的特征，他們相同的特征是什么？

生甲：具有相同的特征，他們相同的特征是都受到大小方向都不變的恒力。

師：再分析一下，這兩個問題中質(zhì)點的運動特征是否相同？如果相同，那么他們都屬于哪一類型的運動？

生乙：運動特征相同，他們都是初速度為零的勻加速直線運動。師：既然如此，那么，這兩個問題能不能用同一種方法解決呢？ 生丙：可以用同一種方法解決。

師：請用同一種方法——動能定理的方法解決。生?。嚎偣=Fd，動能增量為Δ

=

1m2-0,依據(jù)動能定理，有w=Δ,所以Fd=

1m2-0,所以v=.對于第二個問題，F(xiàn)=Eq,且E=,所以F=,代入v的結(jié)果中，最終v=.師：所以這兩個問題是相通的，同時可以看出，具有相同特征的問題可以用相同或相類似的方法解決。當然，第二個問題也有自己的特點，那就是這個問題中的功也可以直接求出為w=qU,再利用w=Δ和Δ=

1m2-0可得qU=

1m2,所以v=.師：所以，帶電粒子在電場中的做勻變速直線運動的問題，完全可以用常規(guī)的勻變速直線運動問題的解決方法來解決，只要注意：（1）F=Eq；（2）E=；(3)w=qU.【板書】

一． 帶電粒子在電場中做勻變速直線運動

1.用常規(guī)的勻變速直線運動問題的解決方法來解決，注意：

（1）F=Eq；（2）E=；(3)w=qU.2.v=.師：下面，我們再看這三個問題： 例3.一物塊，質(zhì)量為m，以初速（1）下落高度h為多少？（2）落地時豎直分速度

為多大？

平拋，落地時，水平射程為L,求：

（3）末速度方向與初速度方向間的速度偏轉(zhuǎn)角的正切為什么？ 例4.一物塊，質(zhì)量為m，在光滑水平面上以初速運動到桌邊時，向東前進了L,求：（1）向南前進的距離h為多少？（2）到桌邊時向南的分速度

為多大？

向東前進，與此同時受一向南的恒力F,（3）末速度方向與初速度方向間的速度偏轉(zhuǎn)角的正切為什么？ 例5.一質(zhì)子，質(zhì)量為m，電量為q以初速

從平行板電容器中央水平射入，平行板長為L,兩板間電壓為U,板間距為d.求：

（1）質(zhì)子射出兩板間時，沿電場方向的偏移量h為多少？（2）射出時質(zhì)子沿電場方向的分速度

為多大？

（3）射出時末速度方向與初速度方向間的速度偏轉(zhuǎn)角的正切為什么？ 師：大家看這三個問題，首先分析一下，這三個問題中質(zhì)點所受到的力是否具有相同的特征？如果具有相同的特征，他們相同的特征是什么？

生甲：具有相同的特征，他們相同的特征是都受到大小方向都不變的恒力，且恒力方向都與初速度方向相垂直。

師：再分析一下，這三個問題中質(zhì)點的運動特征是否相同？如果相同，那么他們都屬于哪一類型的運動？

生乙：運動特征相同，他們都是平拋運動或與平拋運動具有相同特征的運動。

師：這種運動特征與平拋運動相同的運動我們一般稱為類平拋運動，所以，帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)運動的一種是類平拋運動。

師：那么，根據(jù)前面的結(jié)論，這三題的解法應(yīng)是相同的或相似的。師：根據(jù)平拋運動的知識，他們相同或相似的解法是什么？

生甲：在第一題中，t=，h=

1g，所以h=2；=gt，所以=g；=，所以，；對于第二題，加速度不再是特殊的g，而是普通的a，且a=，所以只需要將上一題中的g全部換成就行了。即：h=，=，=；第三題中，與第代入第二題的結(jié)果中二題不同的是力F為電場力Eq，而E=，所以力F=，只需將F=就可以了，即：h=，=，=.師：下面我們總結(jié)一下這里可以得出的結(jié)論：

（1）帶電粒子以垂直與勻強電場的初速度

射入勻強電場中的偏轉(zhuǎn)運動是類平拋運動，可以用與平拋運動相似的規(guī)律和方法解題。注意，相當于平拋運動中重力的是勻強電場的電場力，相當于重力加速度g的加速度是由勻強電場的電場力產(chǎn)生的加速度a=

=

=

；

quL2（2）在電場力方向的偏移量為h= 22mdv（3）末速度在電場力方向的分量為=；

（4）末速度與初速度方向的夾角的正切為【板書】

二． 帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn) 1.帶電粒子以垂直與勻強電場的初速度

=.射入勻強電場中的偏轉(zhuǎn)運動是類平拋運動，可以用與平拋運動相似的規(guī)律和方法解題，注意，相當于平拋運動中重力的是勻強電場的電場力，相當于重力加速度g的加速度是由勻強電場的電場力產(chǎn)生的加速度a=

=

=

；

quL22.在電場力方向的偏移量為h= 22mdv3.末速度在電場力方向的分量為=；

4.末速度與初速度方向的夾角的正切為=.師：從前面這兩大類問題的解題規(guī)律和技巧的得到過程，可以看出：這個世界有很多東西是普遍聯(lián)系在一起的。那么剛才這些規(guī)律有什么運用呢？ 師：建立在帶電粒子在電場中的勻變速直線運動和帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)這兩類問題為基礎(chǔ)的原理上的一種實驗儀器是示波管或稱示波器。這是這些規(guī)律的一種運用。下面我們來看看它。

師：如圖甲，是示波器的原理圖。

師：在電子槍中，是一個加速電場，即讓電子以為零的初速做勻加速直線運動，從而進入偏轉(zhuǎn)電極之間時有一個初速.而X-和Y-兩個偏轉(zhuǎn)電極中，實際上是水平方向和豎直方向兩個偏轉(zhuǎn)電場，可以讓電子在其中發(fā)生水平方向和豎直方向的偏轉(zhuǎn)，也就是做水平方向和豎直方向的類平拋運動。如果，沒有兩個偏轉(zhuǎn)電場，則電子將沿直線打到熒光屏上的中心O點。當有X-方向的偏轉(zhuǎn)電場時，且X-電極接正向電壓，由于X高電勢，電子將向X方

電極接負向電壓，由于方向偏移。當有Y-高電向偏移，打在熒光屏上的位置就會向X方向偏移；如果X-勢，電子將向電場時，且Y-方向偏移，打在熒光屏上的位置就會向

方向的偏轉(zhuǎn)電極接正向電壓，由于Y高電勢，電子將向Y方向偏移，打在熒光屏上的電極接負向電壓，由于

高電勢，電子將向

方向偏移，位置就會向Y方向偏移；如果Y-打在熒光屏上的位置就會向

方向偏移。電子打在哪個地方，那個地方就會出現(xiàn)一個亮斑。所以電子打在熒光屏上的位置發(fā)生移動，亮斑就會相應(yīng)的移動，從而形成相應(yīng)的圖像。師：示波器上一般有兩個信號輸入端口，一個X-如上圖中的丙所示；另一個是Y-輸入，一般接儀器自身鋸齒狀掃描電壓，輸入，一般外接要顯示波形的信號源電壓，比如要顯示正弦交流電的波形，就接正弦交流電壓，如上圖中的乙所示。

師：下面我們用描點作圖法解說一下正弦交流電壓波形是如何顯示出來的。師：（用描點作圖法，在黑板上描點作圖，解釋示波器如何顯示正弦交流電壓波形。）【板書】

三． 示波器的原理 師：（帶領(lǐng)學(xué)生回顧本節(jié)重點）布置作業(yè)

課本問題與練習(xí)第1、2、3、4題 板書設(shè)計

第九節(jié)

帶電粒子在電場中的運動

一．帶電粒子在電場中做勻變速直線運動

1.用常規(guī)的勻變速直線運動問題的解決方法來解決，注意：

（1）F=Eq；（2）E=；(3)w=qU.2.v=.二．帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn) 1.帶電粒子以垂直與勻強電場的初速度

射入勻強電場中的偏轉(zhuǎn)運動是類平拋運動，可以用與平拋運動相似的規(guī)律和方法解題，注意，相當于平拋運動中重力的是勻強電場的電場力，相當于重力加速度g的加速度是由勻強電場的電場力產(chǎn)生的加速度a=

=

=

；

quL22.在電場力方向的偏移量為h=

2mdv23.末速度在電場力方向的分量為=；

4.末速度與初速度方向的夾角的正切為三．示波器的原理

=.

第三篇：物理：1.9《帶電粒子在電場中的運動》說課稿

第九節(jié)、帶電粒子在電場中的運動說課

柳林一中

楊改艷

一、教材分析

本專題是是歷年高考的重點內(nèi)容。本專題綜合性強，理論分析要求高，帶電粒子的加速是電場的能的性質(zhì)的應(yīng)用；帶電粒子的偏轉(zhuǎn)則側(cè)重于電場的力的性質(zhì)，通過類比恒力作用下的曲線運動（平拋運動），理論上探究帶電粒子在電場中偏轉(zhuǎn)的規(guī)律。此外專題既包含了電場的基本性質(zhì)，又要運用直線和曲線運動的規(guī)律，還涉及到能量的轉(zhuǎn)化和守恒，有關(guān)類比和建模等科學(xué)方法的應(yīng)用也比較典型。探究帶電粒子的加速和偏轉(zhuǎn)的規(guī)律，只要做好引導(dǎo)，學(xué)生自己是能夠完成的，而且可以提高學(xué)生綜合分析問題的能力。

二、教學(xué)目標：

（一）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(zhuǎn)方向的問題．

2、知道示波管的構(gòu)造和基本原理．

（二）過程與方法

通過帶電粒子在電場中加速、偏轉(zhuǎn)過程分析，培養(yǎng)學(xué)生的分析、推理能力

（三）情感、態(tài)度與價值觀

通過知識的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生熱愛科學(xué)的精神

三、教學(xué)重點難點

重點：帶電粒子在勻強電場中的運動規(guī)律

難點：運用電學(xué)知識和力學(xué)知識綜合處理偏轉(zhuǎn)問題

四、學(xué)情分析

帶電粒子在場中的運動（重力場、電場、磁場）問題，由于涉及的知識點眾多，要求的綜合能力較高，因而是歷年來高考的熱點內(nèi)容，這里需要將幾個基本的運動，即直線運動中的加速、減速、往返運動，曲線運動中的平拋運動、圓周運動、勻速圓周運動進行綜合鞏固和加深，同時需要將力學(xué)基本定律，即牛頓第二定律、動量定理、動量守恒定律、動能定理、機械能守恒定律、能量守恒定律等進行綜合運用。

八、教學(xué)過程

(一)預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑

教師活動：引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)回顧相關(guān)知識點（1）牛頓第二定律的內(nèi)容是什么?（2）動能定理的表達式是什么?（3）平拋運動的相關(guān)知識點。（4）靜電力做功的計算方法。

檢查落實了學(xué)生的預(yù)習(xí)情況并了解了學(xué)生的疑惑，使教學(xué)具有了針對性。

（二）情景導(dǎo)入、展示目標

帶電粒子在電場中受到電場力的作用會產(chǎn)生加速度，使其原有速度發(fā)生變化．在現(xiàn)代科學(xué)實驗和技術(shù)設(shè)備中，常常利用電場來控制或改變帶電粒子的運動。具體應(yīng)用有哪些呢?本節(jié)課我們來研究這個問題．以勻強電場為例。

（三）合作探究、精講點撥

[學(xué)生活動：結(jié)合所學(xué)知識，自主分析推導(dǎo)。

（教師抽查學(xué)生活動結(jié)果并展示，教師激勵評價）

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(diào)節(jié)使之變化。

④機內(nèi)提供的正弦電壓觀察及變化的觀察。學(xué)生觀察示波器的現(xiàn)象。

學(xué)生活動：結(jié)合推導(dǎo)分析教師演示現(xiàn)象。

（四）反思總結(jié)，當堂檢測。

教師組織學(xué)生反思總結(jié)本節(jié)課的主要內(nèi)容，并進行當堂檢測。1．帶電粒子的加速

(1)動力學(xué)分析：帶電粒子沿與電場線平行方向進入電場，受到的電場力與運動方向在同一直線上，做加(減)速直線運動，如果是勻強電場，則做勻加(減)速運動．

(2)功能關(guān)系分析：粒子只受電場力作用，動能變化量等于電勢能的變化量．

(初速度為零)；

此式適用于一切電場． 2．帶電粒子的偏轉(zhuǎn)

(1)動力學(xué)分析：帶電粒子以速度v0垂直于電場線方向飛入兩帶電平行板產(chǎn)生的勻強電場中，受到恒定的與初速度方向成900角的電場力作用而做勻變速曲線運動(類平拋運動)．

(2)運動的分析方法(看成類平拋運動)：

①沿初速度方向做速度為v0的勻速直線運動．

②沿電場力方向做初速度為零的勻加速直線運動．

（五）布置預(yù)習(xí)。

1、書面完成 “問題與練習(xí)”第3、4、5題；思考并回答第1、2題。

2、課下閱讀課本“科學(xué)足跡”和“科學(xué)漫步”中的兩篇文章。

第四篇：1.9 帶電粒子在電場中的運動教案范文

馬洪旭新課標精品教案系列-選修3-1

1．8 帶電粒子在電場中的運動

教學(xué)三維目標

（一）知識與技能

1．了解帶電粒子在電場中的運動——只受電場力，帶電粒子做勻變速運動。2．重點掌握初速度與場強方向垂直的帶電粒子在電場中的運動(類平拋運動)。3．知道示波管的主要構(gòu)造和工作原理。

（二）過程與方法

培養(yǎng)學(xué)生綜合運用力學(xué)和電學(xué)的知識分析解決帶電粒子在電場中的運動。

（三）情感態(tài)度與價值觀

1．滲透物理學(xué)方法的教育：運用理想化方法，突出主要因素，忽略次要因素，不計粒子重力。

2．培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問題的能力，體會物理知識的實際應(yīng)用。重點：帶電粒子在電場中的加速和偏轉(zhuǎn)規(guī)律

難點：帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)問題及應(yīng)用。教學(xué)過程：

（一）復(fù)習(xí)力學(xué)及本章前面相關(guān)知識

要點：動能定理、平拋運動規(guī)律、牛頓定律、場強等。

（二）新課教學(xué)

1．帶電粒子在電場中的運動情況（平衡、加速和減速）

⑴．若帶電粒子在電場中所受合力為零時，即∑F＝0時，粒子將保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)。

例 ：帶電粒子在電場中處于靜止狀態(tài)，該粒子帶正電還是負電? 分析：帶電粒子處于靜止狀態(tài)，∑F＝0，qE?mg，因為所受重力豎直向下，所以所受電場力必為豎直向上。又因為場強方向豎直向下，所以帶電體帶負電。

⑵．若∑F≠0（只受電場力）且與初速度方向在同一直線上，帶電粒子將做加速或減速直線運動。(變速直線運動)◎打入正電荷（右圖），將做勻加速直線運動。

設(shè)電荷所帶的電量為q，板間場強為E 電勢差為U，板距為d, 電荷到達另一極板的速度為v,則

電場力所做的功為：W?qU?qEL

2粒子到達另一極板的動能為：Ek?1 2mv221由動能定理有：qU?1（或 對恒力）mvqEL?mv22第1頁（共3頁）馬洪旭新課標精品教案系列-選修3-1

※若初速為v0，則上列各式又應(yīng)怎么樣？讓學(xué)生討論并列出?！蛉舸蛉氲氖秦撾姾桑ǔ跛贋関0），將做勻減速直線運動，其運動情況可能如何，請學(xué)生討論，并得出結(jié)論。

請學(xué)生思考和討論課本P33問題 分析講解例題1。（詳見課本P33）

【思考與討論】若帶電粒子在電場中所受合力∑F≠0，且與初速度方向有夾角(不等于0°，180°)，則帶電粒子將做什么運動？（曲線運動）---引出

2．帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)（不計重力，且初速度v0⊥E，則帶電粒子將在電場中做類平拋運動）

復(fù)習(xí)：物體在只受重力的作用下，被水平拋出，在水平方向上不受力，將做勻速直線運動，在豎直方向上只受重力，做初速度為零的自由落體運動。物體的實際運動為這兩種運動的合運動。

詳細分析講解例題2。

解：粒子v0在電場中做類平拋運動

沿電場方向勻速運動所以有：L?v0t

①

2電子射出電場時，在垂直于電場方向偏移的距離為： y?

1② at2粒子在垂直于電場方向的加速度：a?FeEeU??

③ mmmd1eU?L??由①②③得：y??2md??v0代入數(shù)據(jù)得：y?0.36m

???

④ ?2即電子射出時沿垂直于板面方向偏離0.36m 電子射出電場時沿電場方向的速度不變?nèi)詾関0，而垂直于電場方向的速度：

v??at?eUL?

⑤ mdv0故電子離開電場時的偏轉(zhuǎn)角?為：tan??代入數(shù)據(jù)得：?=6.8° 【討論】：若這里的粒子不是電子，而是一般的帶電粒子，則需考慮重力，上列各式又需怎樣列？指導(dǎo)學(xué)生列出。

3．示波管的原理

（1）示波器：用來觀察電信號隨

v?eUL

⑥ ?2v0mdv0第2頁（共3頁）馬洪旭新課標精品教案系列-選修3-1

時間變化的電子儀器。其核心部分是示波管

（2）示波管的構(gòu)造：由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成（如圖）。

（3）原理：利用了電子的慣性小、熒光物質(zhì)的熒光特性和人的視覺暫留等，靈敏、直觀地顯示出電信號隨間變化的圖線。

◎讓學(xué)生對P35的【思考與討論】進行討論。

（三）小結(jié)：

1、研究帶電粒子在電場中運動的兩條主要線索

帶電粒子在電場中的運動，是一個綜合電場力、電勢能的力學(xué)問題，研究的方法與質(zhì)點動力學(xué)相同，它同樣遵循運動的合成與分解、力的獨立作用原理、牛頓運動定律、動能定理、功能原理等力學(xué)規(guī)律．研究時，主要可以按以下兩條線索展開．

（1）力和運動的關(guān)系——牛頓第二定律

根據(jù)帶電粒子受到的電場力，用牛頓第二定律找出加速度，結(jié)合運動學(xué)公式確定帶電粒子的速度、位移等．這條線索通常適用于恒力作用下做勻變速運動的情況．

（2）功和能的關(guān)系——動能定理

根據(jù)電場力對帶電粒子所做的功，引起帶電粒子的能量發(fā)生變化，利用動能定理或從全過程中能量的轉(zhuǎn)化，研究帶電粒子的速度變化，經(jīng)歷的位移等．這條線索同樣也適用于不均勻的電場．

2、研究帶電粒子在電場中運動的兩類重要的思維技巧（1）類比與等效

電場力和重力都是恒力，在電場力作用下的運動可與重力作用下的運動類比．例如，垂直射入平行板電場中的帶電粒子的運動可類比于平拋，帶電單擺在豎直方向勻強電場中的運動可等效于重力場強度g值的變化等．

（2）整體法(全過程法)電荷間的相互作用是成對出現(xiàn)的，把電荷系統(tǒng)的整體作為研究對象，就可以不必考慮其間的相互作用．

電場力的功與重力的功一樣，都只與始末位置有關(guān)，與路徑無關(guān)．它們分別引起電荷電勢能的變化和重力勢能的變化，從電荷運動的全過程中功能關(guān)系出發(fā)(尤其從靜止出發(fā)末速度為零的問題)往往能迅速找到解題入口或簡化計算．

（四）鞏固新課：

1、引導(dǎo)學(xué)生完成問題與練習(xí)。1、3、4做練習(xí)。作業(yè)紙。

2、閱讀教材內(nèi)容，及P36-37的【科學(xué)足跡】、【科學(xué)漫步】

教后記

1、帶電粒子在電場中的運動是綜合性非常強的知識點，對力和運動的關(guān)系以及動量、能量的觀點要求較高，是高考的熱點之一，所以教學(xué)時要有一定的高度。

2、學(xué)生對于帶電粒子在電場中的運動的處理局限于記住偏轉(zhuǎn)量和偏轉(zhuǎn)角的公式，不能從力和運動的關(guān)系角度高層次的分析，這樣的能力可能要到高三一輪復(fù)習(xí)結(jié)束才能具備。

第3頁（共3頁）

第五篇：《帶電粒子在電場中的運動》教案1

《帶電粒子在電場中的運動》教案

(一)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(zhuǎn)方向的問題．

2、知道示波管的構(gòu)造和基本原理．(二)過程與方法

通過帶電粒子在電場中加速、偏轉(zhuǎn)過程分析，培養(yǎng)學(xué)生的分析、推理能力(三)情感、態(tài)度與價值觀

通過知識的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生熱愛科學(xué)的精神 重點

帶電粒子在勻強電場中的運動規(guī)律 難點

運用電學(xué)知識和力學(xué)知識綜合處理偏轉(zhuǎn)問題 教學(xué)方法

講授法、歸納法、互動探究法 教具 多媒體課件

教學(xué)過程(一)引入新課

帶電粒子在電場中受到電場力的作用會產(chǎn)生加速度，使其原有速度發(fā)生變化．在現(xiàn)代科學(xué)實驗和技術(shù)設(shè)備中，常常利用電場來控制或改變帶電粒子的運動。

具體應(yīng)用有哪些呢？本節(jié)課我們來研究這個問題．以勻強電場為例。(二)進行新課

教師活動：引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)回顧相關(guān)知識點(1)牛頓第二定律的內(nèi)容是什么？(2)動能定理的表達式是什么？(3)平拋運動的相關(guān)知識點。(4)靜電力做功的計算方法。

學(xué)生活動：結(jié)合自己的實際情況回顧復(fù)習(xí)。師生互動強化認識：(1)a=F合/m(注意是F合)(2)W合=△Ek=Ek2?Ek1(注意是合力做的功)(3)平拋運動的相關(guān)知識

(4)W=F·scosθ(恒力→勻強電場)

W=qU(任何電場)

1、帶電粒子的加速 教師活動：提出問題

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？

(相關(guān)知識鏈接：合外力與初速度在一條直線上，改變速度的大??；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)學(xué)生探究活動：結(jié)合相關(guān)知識提出設(shè)計方案并互相討論其可行性。學(xué)生介紹自己的設(shè)計方案。

師生互動歸納：(教師要對學(xué)生進行激勵評價)方案1：v0=0，僅受電場力就會做加速運動，可達到目的。

方案2：v0≠0，僅受電場力，電場力的方向應(yīng)同v0同向才能達到加速的目的。教師投影：加速示意圖．

學(xué)生探究活動：上面示意圖中兩電荷電性換一下能否達到加速的目的？(提示：從實際角度考慮，注意兩邊是金屬板)學(xué)生匯報探究結(jié)果：不可行，直接打在板上。

學(xué)生活動：結(jié)合圖示動手推導(dǎo)，當v0=0時，帶電粒子到達另一板的速度大小。(教師抽查學(xué)生的結(jié)果展示、激勵評價)教師點撥拓展：

方法一：先求出帶電粒子的加速度：

a=qU

md再根據(jù)

vt2-v02=2ad

可求得當帶電粒子從靜止開始被加速時獲得的速度為：

vt=

qU2??d?md2qUm

方法二：由W=qU及動能定理：

W=△Ek=1mv2-0

2得：

qU=1mv2

2到達另一板時的速度為：

v=

.2qUm深入探究：

(1)結(jié)合牛頓第二定律及動能定理中做功條件(W=Fscosθ恒力

W=Uq 任何電場)討論各方法的實用性。

(2)若初速度為v0(不等于零)，推導(dǎo)最終的速度表達式。學(xué)生活動：思考討論，列式推導(dǎo)(教師抽查學(xué)生探究結(jié)果并展示)教師點撥拓展：

(1)推導(dǎo)：設(shè)初速為v0，末速為v，則據(jù)動能定理得

qU=1mv2-1mv02

2所以

v=

2022qUv?m

(v0=0時，v=2Uqm)方法滲透：理解運動規(guī)律，學(xué)會求解方法，不去死記結(jié)論。(2)方法一：必須在勻強電場中使用(F=qE，F(xiàn)為恒力，E恒定)方法二：由于非勻強電場中，公式W=qU同樣適用，故后一種可行性更高，應(yīng)用程度更高。

實例探究：課本例題1 第一步：學(xué)生獨立推導(dǎo)。第二步：對照課本解析歸納方法。

第三步：教師強調(diào)注意事項。(計算先推導(dǎo)最終表達式，再統(tǒng)一代入數(shù)值運算，統(tǒng)一單

位后不用每個量都寫，只在最終結(jié)果標出即可)過渡：如果帶電粒子在電場中的加速度方向不在同一條直線上，帶電粒子的運動情況又如何呢？下面我們通過一種較特殊的情況來研究。

2、帶電粒子的偏轉(zhuǎn)

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。

(2)你認為這種情況同哪種運動類似，這種運動的研究方法是什么？(3)你能類比得到帶電粒子在電場中運動的研究方法嗎？ 學(xué)生活動：討論并回答上述問題：

(1)關(guān)于帶電粒子的受力，學(xué)生的爭論焦點可能在是否考慮重力上。

教師應(yīng)及時引導(dǎo)：對于基本粒子，如電子、質(zhì)子、α粒子等，由于質(zhì)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)帶電粒子以初速度v0垂直于電場線方向飛入勻強電場時，受到恒定的與初速度方向成90°角的作用而做勻變速曲線運動，類似于力學(xué)中的平拋運動，平拋運動的研究方法是運動的合成和分解。

(3)帶電粒子垂直進入電場中的運動也可采用運動的合成和分解的方法進行。CAI課件分解展示：

(1)帶電粒子在垂直于電場線方向上不受任何力，做勻速直線運動。

(2)在平行于電場線方向上，受到電場力的作用做初速為零的勻加速直線運動。深入探究：如右圖所示，設(shè)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(zhuǎn)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(zhuǎn)角度θ。[學(xué)生活動：結(jié)合所學(xué)知識，自主分析推導(dǎo)。(教師抽查學(xué)生活動結(jié)果并展示，教師激勵評價)投影示范解析：

解：由于帶電粒子在電場中運動受力僅有電場力(與初速度垂直且恒定)，不考慮重力，故帶電粒子做類平拋運動。

粒子在電場中的運動時間

t=

L v0加速度

a=Eq=qU/md

m豎直方向的偏轉(zhuǎn)距離：

y=1at2=

21UqL2qL2?()?U.22mdv02mv0dv1=at=粒子離開電場時豎直方向的速度為

UqL

mdv0 速度為：

v=

UqL222v12?v0?()?v0mdv0粒子離開電場時的偏轉(zhuǎn)角度θ為：

tanθ=

v1qLqL?U???arctanU.22v0mv0dmv0d

拓展：若帶電粒子的初速v0是在電場的電勢差U1下加速而來的(從零開始)，那么上面的結(jié)果又如何呢？(y，θ)學(xué)生探究活動：動手推導(dǎo)、互動檢查。(教師抽查學(xué)生推導(dǎo)結(jié)果并展示： 結(jié)論：

y=

UL24U1d

θ=arctan

UL 2U1d與q、m無關(guān)。

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(diào)節(jié)使之變化。④機內(nèi)提供的正弦電壓觀察及變化的觀察。

學(xué)生活動：觀察示波器的現(xiàn)象。閱讀課本相關(guān)內(nèi)容探究原因。教師點撥拓展，師生互動探究：

多媒體展示：示波器的核心部分是示波管，由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成。投影：示波管原理圖：

電子槍中的燈絲K發(fā)射電加速電場加速后，得到的速度v0=

子，經(jīng)為：

2qU1m如果在偏轉(zhuǎn)電極yy?上加電壓電子在偏轉(zhuǎn)電極離開偏轉(zhuǎn)電極yy?后沿直線前yy?的電場中發(fā)生偏轉(zhuǎn)．進，打在熒光屏上的亮斑在豎直方向發(fā)生偏移．其偏移量y?為y?=y+Ltanθ

因為y=

θ

qL2U22mv0dqL222mv0d

tan

qL??U2mv0d

qLU2mv0d所以y?=·U+L·

=qLL·U=(L+L)tanθ

(L?)222mv0d如果U=Umax·sinωt則y?=y?max·sinωt 學(xué)生活動：結(jié)合推導(dǎo)分析教師演示現(xiàn)象。(三)課堂總結(jié)、點評 1．帶電粒子的加速

(1)動力學(xué)分析：帶電粒子沿與電場線平行方向進入電場，受到的電場力與運動方向在同一直線上，做加(減)速直線運動，如果是勻強電場，則做勻加(減)速運動．

(2)功能關(guān)系分析：粒子只受電場力作用，動能變化量等于電勢能的變化量．

(初速度為零)；11212 此式適用于一切電場． 2qU?mvqU?mv?mv022

22．帶電粒子的偏轉(zhuǎn)

(1)動力學(xué)分析：帶電粒子以速度v0垂直于電場線方向飛入兩帶電平行板產(chǎn)生的勻強電場

0中，受到恒定的與初速度方向成90角的電場力作用而做勻變速曲線運動(類平拋運動)．

(2)運動的分析方法(看成類平拋運動)：

①沿初速度方向做速度為v0的勻速直線運動．

②沿電場力方向做初速度為零的勻加速直線運動．

(四)布置作業(yè)

1、書面完成 “問題與練習(xí)”第3、4、5題；思考并回答第1、2題。

2、課下閱讀課本“科學(xué)足跡”和“科學(xué)漫步”中的兩篇文章。