高中物理《带电粒子在电场中的运动》教学设计

高中物理课堂教学设计 课 题 1.9 带电粒子在电场中的运动 课 型 新授课（第一课时）教 学 目 标（一）知识与技能理解带电粒子在电场中不计重力情况下的运动规律，并能分析解决加速和偏转方向的问题（二）过程与方法通过带电粒子在电场中加速、偏转过程分析，培养学生的分析、推理和知识迁移能力。（三）情感、态度与价值观通过知识的应用，培养学生热爱科学的精神教学重点、难点重点：带电粒子在匀强电场中的运动规律。难点：运用电学知识和力学知识综合处理偏转问题。教 学 方 法 讲授法、归纳法、互动探究法。教 学 手 段多媒体课件教学活动（一）引入新课带电粒子在电场中会受到电场力的作用，而力的作用效果中有一条就是可以改变物体的运动状态，即会产生加速度，使其原有速度发生变化在现代科学实验和技术设备中，常常利用电场来控制或改变带电粒子的运动状态。（教师播放视频）这些事例的基本原理有哪些呢?本节课我们来研究这个问题以匀强电场为例。（二）进行新课带负电的粒子 p教师活动：投影两幅带电粒子在电场中的图片（初速度为零）教师提问：两种情况下粒子的运动状态是怎样的？ 1、带电粒子在电场中的加速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， 粒子，正负离子等。这些粒子所受重力和电场力相比小得多，除非有说明或明确的暗示以外，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教师投影：加速示意图教师点拨拓展：从功能关系和电场力的性质角度考虑。根据动能定理：qU= mv2 或根据牛顿定律：a = F/m = qU/dm 和运动学公式：v 2=2ad1得： v= mqU2例题 1：右图所示，两平行金属板间加一电压 U，有一电荷量为 +q、质量为 m 的离子在电学 生 活 动学生交流分析学生考虑非匀强电场下的处理方式。场力的作用下以初速 v0 开始从正极板向负极板运动。则（1）离子在电场中作什么运动？（2 ）离子穿出负极板时的速度多大？（3 ）离子穿出负极板后做什么运动？过渡：若粒子以初速度 V0 沿垂直场强方向进入电场，粒子的运动情况如何？2、带电粒子在电场中的偏转教师投影：如图所示，电子以初速度 v0 垂直于电场线射入匀强电场中教师提问：（1）是直线还是曲线运动？（ 2）是什么性质的曲线运动？（3）以前学过这类的运动吗？那时我们是怎样处理这种性质的曲线运动的？（4）运动的合成与分解方法能用在这里吗？为什么?已知：带电粒子电性为负，电量大小为 q，质量为 m，重力不计，初速度 v0 垂直于场强。匀强电场：真空中 YY极板水平放置，二板间距为 d，电势差为 U，板长为 。l求偏移量 y？投影示范解析：解：由于带电粒子在电场中运动受力仅有电场力（与初速度垂直且恒定） ，不考虑重力，故带电粒子做类平抛运动。粒子在电场中的运动时间 t= 0vL加速度 a= =qU/mdmEq竖直方向的偏转距离：结合图示动手推导，当 v0=0 时，带电粒子到达另一板的速度大小。（教师抽查学生的结果展示、激励评价） 。引导学生完成知识的迁移过程（用平抛来解决类平抛问题）（1 ）带电粒子在垂直于电场线方向上不受任何力，做匀速直线运动。（2 ）在平行于电场线方向上，受到电场力的作用做初速为零的匀加速直线运动。vyO BOyq+v V0V0y= at2=1.2)(00UdmvqLdU粒子离开电场时的偏转角度 为：tan = .arctn20201 dvqLdvqL拓展：若带电粒子的初速 v0 是在电场的电势差 U1 下加速而来的（从零开始） ，那么上面的结果又如何呢?（y， ）学生探究活动：动手推导、互动检查。教师抽查学生推导结果并展示：结论： y= =arctandUL124dUL12与 q、m 无关。对偏移公式的讨论 ： 对于不同的带电粒子：（1 ）若以相同的速度射入 则 yq/m（2 ）若以相同的动能射入，则 yq（3 ）若经相同电压 U0 加速后射入，则 y 与 q m 无关 ,随加速电压的增大而减小，随偏转电压的增大而增大。 例题 2： 已知：U 1、l 、YY 偏转电极的电压 U2、板间距 d 、 板端到荧光屏的距离 L。求：电子射出偏转电场时的偏向角正切值 tan 及打到屏上电子的偏移量 y。解答：（三）课堂总结及时应用和巩固（教师抽查学生的结果展示、激励评价） 。学生交流202mdvqLaty02024UmVqLy12tandlLly2tanLlyU12yKld21)(学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。作 业1、书面完成 P39“问题与练习 ”第 1、5 题。2、课下阅读课本 3 7 页和 38 页“科学足迹”和“科学漫步”中的两篇文章。板 书 设 计课题：1.9 带电粒子在电场中的运动1、带电粒子在电场中的加速2、带电粒子在电场中的偏转教 学 后 记1.9带电粒子在电场中的运动 学案1. 带电粒子（电子）在电场中的加速(粒子电荷量:q 质量:m 极板间距：d)求末速度 Vt例题 1：右图所示，两平行金属板间加一电压 U，有一电荷量为 +q、质量为 m 的离子在电场力的作用下以初速 v0 开始从正极板向负极板运动。则（1）离子在电场中作什么运动？（2 ）离子穿出负极板时的速度多大？（3）离子穿出负极板后做什么运动？二、 带电粒子在电场中的偏转已知：带电粒子电性为负，电量大小为 q，质量为 m，重力不计，初速度 v0 垂直于场强。匀强电场：真空中 YY极板水平放置，二