高中物理《帶電粒子在電場中的運(yùn)動》教學(xué)設(shè)計(jì)

1、高中物理課堂教學(xué)設(shè)計(jì)課 題§ 1.9 帶電粒子在電場中的運(yùn)動課 型新授課 （第一課時）（一）知識與技能教學(xué)目理解帶電粒子在電場中不計(jì)重力情況下的運(yùn)動規(guī)律，并能分析解決加速和偏轉(zhuǎn)方向的問題（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、推理和知識遷移能力。（三）情感、態(tài)度與價值觀標(biāo)通過知識的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生熱愛科學(xué)的精神教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)教學(xué)方法教學(xué)手段重點(diǎn)：帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動規(guī)律。難點(diǎn)：運(yùn)用電學(xué)知識和力學(xué)知識綜合處理偏轉(zhuǎn)問題。講授法、歸納法、互動探究法。多媒體課件教學(xué)活動學(xué)生活動（一）引入新課帶電粒子在電場中會受到電場力的作用， 而力的作用效果中有一條就是可

2、以改變物體的運(yùn)動狀態(tài)，即會產(chǎn)生加速度，使其原有速度發(fā)生變化在現(xiàn)代科學(xué)實(shí)驗(yàn)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(yùn)動狀態(tài)。（教師播放視頻）這些事例的基本原理有哪些呢?本節(jié)課我們來研究這個問題以勻強(qiáng)電場為例。（二）進(jìn)行新課帶負(fù)電的粒子p教師活動：投影兩幅帶電粒子在電場中的圖片（初速度為零）學(xué)生交流分析教師提問：兩種情況下粒子的運(yùn)動狀態(tài)是怎樣的？1、帶電粒子在電場中的加速電場中的帶電粒子一般可分為兩類：1、帶電的基本粒子：如電子，質(zhì)子， 粒子，正負(fù)離子等。這些粒子所受重力和電場力相比小得多，除非有說明或明確的暗示以外，一般都不考慮重力。（但并不能忽略質(zhì)量） 。2、帶電微粒：如帶電小球、液滴

3、、塵埃等。除非有說明或明確的暗示以外，一般都考慮重力。3、某些帶電體是否考慮重力，要根據(jù)題目暗示或運(yùn)動狀態(tài)來判定教師投影：加速示意圖教師點(diǎn)撥拓展：從功能關(guān)系和電場力的性質(zhì)角度考慮。根據(jù)動能定理：12或根據(jù)牛頓定律：a = F/m = qU/ dm 和運(yùn)動學(xué)公式：2qU=mvv =2ad22qU得： v=m學(xué)生考慮非勻強(qiáng)電場下的處理方式。例題 1：右圖所示，兩平行金屬板間加一電壓U，有一電荷量為+q、質(zhì)量為 m 的離子在電場力的作用下以初速v0 開始從正極板向負(fù)極板運(yùn)動。則（1）離子在電場中作什么運(yùn)動？（2）離子穿出負(fù)極板時的速度多大？（3）離子穿出負(fù)極板后做什么運(yùn)動？過渡：若粒子以初速度V0

4、沿垂直場強(qiáng)方向進(jìn)入電場，粒子的運(yùn)動情況如何？2、帶電粒子在電場中的偏轉(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(qiáng)電場中教師提問：（ 1）是直線還是曲線運(yùn)動？（2）是什么性質(zhì)的曲線運(yùn)動？（ 3）以前學(xué)過這類的運(yùn)動嗎？那時我們是怎樣處理這種性質(zhì)的曲線運(yùn)動的？（ 4）運(yùn)動的合成與分解方法能用在這里嗎？為什么?結(jié)合圖示動手推導(dǎo)，當(dāng) v0 =0 時，帶電粒子到達(dá)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）。已知：帶電粒子電性為負(fù)，電量大小為q，質(zhì)量為 m，重力不計(jì)， 初速度 v0 垂直于場強(qiáng)。勻強(qiáng)電場：真空中YY極板水平放置，二板間距為d，電勢差為U，板長為 l 。vyv+V0

5、yqV0OOB求偏移量 y？投影示范解析：解：由于帶電粒子在電場中運(yùn)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(yùn)動。粒子在電場中的運(yùn)動時間t= Lv0加速度a= Eq =qU/mdm豎直方向的偏轉(zhuǎn)距離：y= 1 at2= 1 Uq ( L ) 2qL2U .22 md v02mv02d粒子離開電場時的偏轉(zhuǎn)角度 為：v1qLUarctanqLtan =mv02 dU .v0mv02d引導(dǎo)學(xué)生完成知識的遷移過程（用平拋來解決類平拋問題）（ 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(yùn)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

6、運(yùn)動。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， ）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= UL2 =arctanUL4U 1d2U 1d與 q、m 無關(guān)。對偏移公式的討論：y1 at 2qUL 222mdv02對于不同的帶電粒子：（ 1）若以相同的速度射入則 y q/m（ 2）若以相同的動能射入，則y q（ 3）若經(jīng)相同電壓 U0 加速后射入，則qUL2UL2y24dU 02mdV0y 與 q m 無關(guān) ,隨加速電壓的增大而減小，隨偏轉(zhuǎn)電壓的增大而增大。?U2、板間距 d 、 板端到熒

7、光屏的距離 L。例題 2： 已知： U1、 l 、 YY偏轉(zhuǎn)電極的電壓求：電子射出偏轉(zhuǎn)電場時的偏向角正切值tan 及打到屏上電子的偏移量y?。解答： tanU 2 ly'2dU1tanLlU 2 ly'22dU1lL2及時應(yīng)用和鞏固（教師抽查學(xué)生的結(jié)果展示、激勵評價）。l( lL)U 2y'2dU12K yU y（三）課堂總結(jié)學(xué)生交流學(xué)生活動：認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，并把自己這節(jié)課的體會寫下來、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié)，看誰的更好，好在什么地方。點(diǎn)評 ：總結(jié)課堂內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)能力。教師要放開，讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容，允許內(nèi)容的順序不同，從而構(gòu)建他們自己的知識框

8、架。1、書面完成P39“問題與練習(xí)”第1、 5 題。作2、課下閱讀課本3 7 頁和 38 頁“科學(xué)足跡”和“科學(xué)漫步”中的兩篇文章。業(yè)板課題： 1.9 帶電粒子在電場中的運(yùn)動書1、帶電粒子在電場中的加速2、帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)教學(xué)后記1.9帶電粒子在電場中的運(yùn)動學(xué)案一 . 帶電粒子（電子）在電場中的加速求末速度Vt(粒子電荷量:q質(zhì)量 :m極板間距：d)例題 1：右圖所示，兩平行金屬板間加一電壓初速 v0 開始從正極板向負(fù)極板運(yùn)動。則（多大？（ 3 ）離子穿出負(fù)極板后做什么運(yùn)動？U，有一電荷量為 +q、質(zhì)量為1）離子在電場中作什么運(yùn)動？（m 的離子在電場力的作用下以2）離子穿出負(fù)極板時的速度二、 帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)已知：帶電粒子電性為負(fù)，電量大小為q，質(zhì)量為 m，重力不計(jì)，初速度v0 垂直于場強(qiáng)。勻強(qiáng)電場：真空中 YY極