带电粒子在电场中的运动教案练习及答案.doc

1.8带电粒子在电场中的运动 教学三维目标 （一）知识与技能 1．了解带电粒子在电场中的运动——只受电场力，带电粒子做匀变速运动。 2．重点掌握初速度与场强方向垂直的带电粒子在电场中的运动(类平抛运动)。 （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。 （一）复习力学及本章前面相关知识 要点：动能定理、平抛运动规律、牛顿定律、场强等。 （二）新课教学 1．带电粒子在场中的运动情况（）⑴．若带电粒子在电场中所受合力为零时，即∑F＝0时，粒子将保持静止状态或匀速直线运动状态。 例 带电粒子在电场中处于静止状态，该粒子带正电还是负电?分析带电粒子处于静止状态，∑F＝0，，因为所受重力竖直向下，所以所受电场力必为竖直向上。又因为场强方向竖直向下，所以带电体带负电。若∑F≠0（）且与初速度方向在同一直线上，带电粒子将做加速或减速直线运动。(变速直线运动)◎打入正电荷（），将做匀加速直线运动。电荷q，板间场强为E 电势差为U，板距为d, 电荷v,则 电场力所做的功为： 粒子到达另一极板的动能为： 由动能定理有：（ 对恒力）v0，则上列各式又应怎么样？让学生讨论并列出。 ◎若打入负电荷v0），将做匀减速直线运动若带电粒子在电场中所受合力∑F≠0，且与初速度方向有夹角(不等于0°，180°)，带电粒子将做曲线运动2．不计重力，初速度v⊥E，带电粒子将在电场中做类平抛运动复习：物体在只受重力的作用下，被水平抛出，在水平方向上不受力，将做匀速直线运动，在竖直方向上只受重力，做初速度为零的自由落体运动。物体的实际运动为这两种运动的合运动。v0在电场中做类平抛运动 沿电场方向匀速运动所以有： ① 电子射出电场时，在垂直于电场方向偏移的距离为： ② 粒子在垂直于电场方向的加速度： ③ 由①②③得： ④ 代入数据得：m 即电子射出时沿垂直于板面方向偏离0.36m 电子射出电场时沿电场方向的速度不变仍为v0，而垂直于电场方向的速度： ⑤ 故电子离开电场时的偏转角为： ⑥ 代入数据得：=6.8° 【讨论】：若这里的粒子不是电子，而是一般的带电粒子，则需考虑重力，上列各式又需怎样列？指导学生列出。 3．示波管的原理 （1）示波器：用来观察电信号随时间变化的电子仪器。其核心部分是示波管 （2）示波管的构造：由电子枪、偏转电极和荧光屏组成（如图）。 （3）原理：利用了电子的惯性小、荧光物质的荧光特性和人的视觉暂留等，灵敏、直观地显示出电信号随间变化的图线。 ◎让学生对P35的【思考与讨论】进行讨论。 （三）小结： 1、研究带电粒子在电场中运动的两条主要线索 带电粒子在电场中的运动，是一个综合电场力、电势能的力学问题，研究的方法与质点动力学相同，它同样遵循运动的合成与分解、力的独立作用原理、牛顿运动定律、动能定理、功能原理等力学规律．研究时，主要可以按以下两条线索展开． 根据带电粒子受到的电场力，用牛顿第二定律找出加速度，结合运动学公式确定带电粒子的速度、位移等．这条线索通常适用于恒力作用下做匀变速运动的情况． 根据电场力对带电粒子所做的功，引起带电粒子的能量发生变化，利用动能定理或从全过程中能量的转化，研究带电粒子的速度变化，经历的位移等．这条线索同样也适用于不均匀的电场． 研究带电粒子在电场中运动的两类重要的思维技巧 电场力和重力都是恒力，在电场力作用下的运动可与重力作用下的运动类比．例如，垂直射入平行板电场中的带电粒子的运动可类比于平抛，带电单摆在竖直方向匀强电场中的运动可等效于重力场强度g （2）整体法(全过程法) 电荷间的相互作用是成对出现的，把电荷系统的整体作为研究对象，就可以不必考虑其间的相互作用． 电场力的功与重力的功一样，都只与始末位置有关，与路径无关．它们分别引起电荷电势能的变化和重力势能的变化，从电荷运动的全过程中功能关系出发()往往能迅速找到解题入口或简化计算． （四）巩固新课：1、引导学生完成问题与练习。1、3、4做练习。作业纸。 2、阅读教材内容，及P36-37的【科学足迹】、【科学漫步】 教后记 1、带电粒子在电场中的运动是综合性非常强的知识点，对力和运动的关系以及动量、能量的观点要求较高，是高考的热点之一，所以教学时要有一定的高度。 2、学生对于带电粒子在电场中的运动的处理局限于记住偏转量和偏转角的公式，不能从力和运动的关系角度高层次的分析，这样的能力可能要到高三一轮复习结束才能具备。 [知能准备] 1．利用电场来改变或控制带电粒子的运动，最简单情况有两种，利用电场使带电粒子________；利用电场使带电粒子________． 2．示波器：示波器的核心部件是_____________