《专题探究_电场部分专题探究示例》名师教案.docVIP

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带电粒子在电场中的运动（高三专题复习课）

一、教材内容和学情分析：

1．通过高二年对电场章节的新课教学，进一步理解了力与运动、功与能的关系。把电场概念与运动学、力学联系起来，学习运用运动的合成与分解、牛顿定律、动能定理解题，提高分析问题的能力、综合能力、用数学方法解决物理问题的能力。

2．在高考中，是重点内容。要求学生有较高的综合解题的能力。由于本校学生的基础较弱，学习有一定难度，所以用匀强电场为例来讲解带电粒子在电场中的加速和偏转，且只选粒子初速度方向与电场方向平行和垂直两种情况。

二、课程目标

（一）知识与技能

1．理解并掌握带电粒子在电场中做直线运动和偏转的原理。

2．能用牛顿运动定律或动能定理分析带电粒子在电场中加速和偏转。

（二）过程与方法

1．分析如何利用电场使带电粒子做直线运动。

2．体验类比平抛运动，运用分解的方法处理曲线运动。

3．归纳用力学规律处理带电粒子在电场中运动的常用方法。

（三）情感、态度和价值观

1．感受从能的角度，用动能定理分析解答问题的优点。

2．进一步养成科学思维的方法。

三、重点分析

1.带电粒子在匀强电场中的加减速问题的处理方法；

2.带电粒子在匀强电场中的偏转问题的处理方法；

四、难点分析

带电粒子在电场中的偏转中的侧移量、偏转角的掌握。归纳用力学规律处理带电粒子在电场中运动的常用方法。

五、教学过程：

电场中的带电粒子一般可分为两类：

1、带电的基本粒子：如电子，质子，α粒子，正负离子等一般都不考虑重力（但并不能忽略质量）。

2、带电微粒：如带电小球、液滴、尘埃等。除非有说明或明确的暗示以外，一般都考虑重力。

3、某些带电体是否考虑重力，要根据题目暗示或运动状态来判定

一、带电粒子在电场中的平衡问题

带电粒子处于平衡状态的条件：F合

例1、如图所示，质量为m,电量为q的带电粒子，以初速度V0

（1）物体做的是什么运动？（2）匀强电场的大小？

结论:物体的运动状态是由合力以及合力与速度之间的夹角决定的。

二、带电粒子在电场中的加、减速运动强调:

当带电粒子在电场中受到的合力方向与速度方向在同一直线上时，粒子做直线运动

复习两种处理方法：

（一）动力学方法

（二）动能定理方法

例2、如图所示，M、N是在真空中竖直放置的两块平行金属板，质量为m、电量为+q的带电粒子，以极小的初速度由小孔进入电场，当M、N间电压为U时，粒子到达N板的速度为v，如果要使这个带电粒子到达N板的速度为2v，则下述方法能满足要求的是(不计粒子重力）（）

A、使M、N间电压增加为2U

B、使M、N间电压增加为4U

C、使M、N间电压不变，距离减半

D、使M、N间电压不变，距离加倍

例3、一个带+q的微粒，从A点射入水平方向的匀强电场中，微粒沿直线AB运动，如图，AB与电场线夹角为θ，已知带电微粒的质量为m，电量为q，A、B相距为L

（1）说明微粒在电场中运动的性质，要求说明理由。

（2）电场强度的大小和方向？

（3）若微粒恰能运动到B点，求微粒射入电场时速度V0

三、带电粒子在匀强电场中的偏转问题

结论：当带电粒子在电场中受到的合力方向与速度方向之间有夹角时，粒子做曲线运动。解题方法：化曲为直。

规律回顾：

水平方向（匀速）：

竖直方向（匀加速）：

偏移量：

偏转角

推论一：带电粒子射出电场时速度的反向延长交于水平位移的一半处

偏移量：

偏转角:

推论二：带电粒子先经过加速电场再经过偏转电场，射出电场时的偏转位移以及偏转角与粒子的质量电量无关，仅由电场本身来决定

例4、如图电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始加速，然后射入电势差为U2的两块平行极板间的电场中，入射方向跟极板平行。整个装置处在真空中，重力可忽略。在满足电子能射出平行板区的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角θ变大的是（）

A、U1变大、U2变大

B、U1变小、U2变大

C、U1变大、U2变小

D、U1变小、U2变小

例5、如图所示，有一电子(电量为e、质量为m)经电压U1加速后，沿平行金属板A、B中心线进入两板，A、B板间距为d、长度为，A、B板间电压为U2，屏CD足够大，距离A、B板右边缘L，AB板的中心线过屏CD的中心且与屏CD垂直。试求电子束打在屏上的位置到屏中心间的距离。