帶電粒子在電場中的運動教學(xué)設(shè)計

帶電粒子在電場中的運動教學(xué)設(shè)計課程名稱帶電粒子在電場中的運動課時學(xué)段學(xué)科高中教材版本人教版作者物理組學(xué)校通河一中一、教學(xué)目標1.學(xué)習(xí)運用靜電力、電場強度等概念研究帶電粒子在電場中運動時的加速度、速度和位移等物理量的變化.2.綜合運用靜電力做功、電勢差、等勢面等概念研究帶電粒子在電場中運動時的能量轉(zhuǎn)化.3.了解示波管原理,并會分析簡單現(xiàn)象.二、教學(xué)重難點帶電粒子在電場中的運動三、學(xué)情分析從已有的知識去學(xué)習(xí)新的知識，能從理論上加以分析和概括，把學(xué)到的理論知識用于實際，用理論去解釋具體現(xiàn)象和認識新事物。四、教學(xué)方法建議使用教具或電子白板等信息化環(huán)境。五、教學(xué)過程一、帶電粒子的加速【提出問題】你聽說過電子槍嗎?帶電粒子做加速或減速直線運動的條件是什么?【例題】如圖所示,在真空中有一對平行金屬板,兩板間加以電壓U,兩板的間距為d.兩板間有一質(zhì)量為m,帶正電荷q的帶電粒子.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(不考慮粒子的重力)?試用功能關(guān)系和運動學(xué)關(guān)系求解.【思維拓展】如果進入電場的速度為v0,其最后射出電場的速度為多大?【思考討論】上述問題中,如果在非勻強電場中該用何種方法求解?上面的方法是否仍然適用?為什么?【嘗試練習(xí)】熾熱的金屬絲可以發(fā)射電子(如圖).在金屬絲和金屬板間加以電壓U=2500V,發(fā)射出的電子在真空中加速后,從金屬板的小孔穿出.電子穿出時的速度有多大?設(shè)電子剛離開金屬絲時的速度為零.(m=×10-30kg,e=×10-19C)二、帶電粒子在勻強電場中的偏轉(zhuǎn)【例題】如圖所示,質(zhì)量為m、帶電量為q的正粒子以初速度v0垂直于電場線射入勻強電場中,穿出電場.勻強電場的兩板間距為d,電勢差為U,板長為l(粒子不計重力).1.問題討論(1)q的受力大小和方向怎樣?(2)垂直電場和平行電場方向的運動性質(zhì)怎樣?(3)與學(xué)過的哪種運動形式類似?2.深入探究:設(shè)兩極板間電荷帶電荷量為q,質(zhì)量為m,平行板長為l,兩板間距為d,電勢差為U,初速度為v0.試求:垂直電場方向時間t=,平行電場方向加速度a=,偏移距離y=,平行于電場方向的速度vy=,偏轉(zhuǎn)角tanθ=.

【嘗試練習(xí)】如圖所示,兩個相同極板Y與Y'的長度L=cm,相距d=cm,極板間的電壓U=200V.一個電子沿平行于板面的方向射入電場中,射入的速度v0=×107m/s.把兩板間的電場看作勻強電場,求電子射出電場時沿垂直于板面方向偏移的距離y和偏轉(zhuǎn)的角度θ(m=×10-30kg,e=×10-19C).【拓展練習(xí)】質(zhì)子(質(zhì)量為m、電量為e)和二價氦離子(質(zhì)量為4m、電量為2e)以相同的初動能垂直射入同一偏轉(zhuǎn)電場中,離開電場后,它們的偏轉(zhuǎn)角正切之比為,側(cè)移之比為.

【思維拓展】以相同的初速度進入同一偏轉(zhuǎn)電場其結(jié)果如何?三、示波管的原理1.如果在電極XX'之間不加電壓,但在YY'之間加不變的電壓,使Y的電勢比Y'高(有時說這種情況是“Y正,Y'負”),電子束運動過程中受哪個方向的力?電子將打在熒光屏的什么位置?試著在熒光屏上標出.如果在YY'之間不加電壓,而在XX'之間加不變的電壓(X正,X'負),電子將打在熒光屏的什么位置?試著在熒光屏上標出.2.如果在電極XX'之間不加電壓,而在電極YY'之間所加的電壓按如圖所示的規(guī)律隨時間變化,在熒光屏上會看到什么圖形?3.如果YY'之間的電壓仍然如圖所示,而在電極XX'之間加不變的電壓(X正,X'負),在熒光屏上會看到什么圖形?若XX'之間的電壓是“X負,X'正”呢?4.如果YY'之間的電壓仍然如圖甲所示,而在電極XX'之間所加的電壓按圖乙所示的規(guī)律變化,在熒光屏上會看到什么圖形?建議按以下步驟畫圖.(1)在白紙上畫出熒光屏的放大圖;(2)在圖上分別標