刘洪翠带电粒子在电场中的运动教案.doc

2012年山东省优质课评选教案人教版选修3-1第一章第9节带电粒子在电场中的运动山东省兖州市实验高级中学刘洪翠2012.10第九节 带电粒子在电场中的运动【教学目标】（一）知识与技能：1、 学习运用静电力、电场强度等概念研究带电粒子在电场中运动时的加速度、速度和位移等物理量的变化。2、 理解带电粒子在匀强电场中的运动规律只受电场力，带电粒子做匀变速运动分析解决加速和偏转的问题3、 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)（二）过程与方法：1、通过带电粒子在电场中的偏转学会类比的研究方法2、培养学生综合运用力学和电学的知识分析解决带电粒子在电场中的运动（三）情感态度与价值观：1、通过本节内容的学习，培养学生科学研究的意志品质2、通过本节内容的学习，培养学生注意观察生活中的物理【教学重点】带电粒子在电场中的加速和偏转规律【教学难点】带电粒子在电场中的偏转问题及应用【教学方法】类比法、探究法、归纳法【教学用具】多媒体、示波器、阴极射线管【教学过程分析和设计】一、视频引入，激发兴趣播放北京正负电子对撞机视频，提出电场控制带电粒子的运动并引入课题。提出问题，电子是怎样被加速的呢？ 二、新课(一)带电粒子的加速探究1带电粒子经过电压U加速，如何求获得的速度？如图一所示。 学生动笔推导，老师巡堂，找一个书写正确工整的手稿投影在大屏幕上，其它学生对照。此处为刚学内容，一般学生都能很快由动能定理推出速度。从快处理。 以电子枪为例，指出在非匀强场中匀变速运动公式无法应用，但动能定理既适用于匀强电场，也适用于非匀强电场。 （二）带电粒子在匀强电场中的偏转1、提问：能否利用电场使电子偏转呢？请同学们设计。探究在真空中水平放置一对平行金属板，板间距为d。在板间加以电压U，一粒子电荷量为+q，质量为m，以水平速度v0从板中央垂直射入电场。(不计重力)提出四个合作探究问题:（探究目的：带电粒子的偏转处理方法）1.带电粒子受到哪些力的作用？力的大小和方向如何？ 2.带电粒子做什么样的运动？ 3.你认为带电粒子在电场中偏转与学过的哪种运动类似？有哪些类似点？ 学过的这种运动的研究方法是什么？ 4.你能类比得出带电粒子在匀强电场中偏转的研究方法吗？通过这四个问题让学生探究电动粒子在电场中的运动的研究方法和平抛运动一样该运动和平抛运动一样可以分为两个方向的直线运动，二者的区别是加速度不同。 学生按自主探究表格推导带电粒子在电场中的运动时间、偏转位移y和偏转角的正切值tan如图，带电粒子以垂直于电场方向的速度进入匀强电场，将会发生偏转，做一个抛物线运动。 1运动性质：类平抛运动2运动规律： 。y和tan是表示带电粒子从电场中射出时的位置和射出方向的物理量，这两个物理量都与带电粒子的比荷和初速度有关，还与偏转电压有关。（三） 加速和偏转一体公式中的y和tan与带电粒子无关，与U1、U2有关，可以控制U1、U2来控制电子的运动来达到我们的目的。实验演示：用洛伦兹力演示仪的电场偏转部分演示带电粒子的偏转与U2有关，可以通过控制U2来控制带电粒子的运动路径。演示一：U2增大，y增大，U2减小，y减小。U2由正向变反向，y偏转反向。演示二：给出正弦交流电，用仪器演示，U2连续变化，y也连续变化，来模拟正弦交流电。用示波器演示正弦交流电加在y轴上出现一条亮线。思考：这一条亮线不能显示电压的变化，怎样来显示电压的变化呢？（四）探究示波管的工作原理探究如何才能在屏幕上显示竖直方向波形？让两个同学做做一个实验，一个同学拉动纸板，另一个同学让笔往复振动，演示如何将Y方向的运动拉开。让同学们思考在X方向加什么样的电压可以使电子束扫描屏幕？探究荧光屏上图像与水平方向电压关系，用示波器显示水平扫描线，调小扫描频率，可看到亮点水平移动。说明它就相当于同学们拉动纸板的效果。把示波器上XX加上扫描电压，在YY上加上机内提供的正弦电压，在示波器上显示正弦电压，这就是示波管显示波形的原理。示波管的原理、构造（1）电子枪：发射并加速电子（2）偏转电极：YY使电子束