带电粒子在电场中的运动公开课教案.doc

肥东凯悦中学高二物理公开课教学设计课题： 带电粒子在电场中的运动 授课人：耿良葆授课时间：20140926上午第 节 授课班级：高二（ 5 ）班教学目标：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、速度和位移等物理的变化2、 学习运用静电力做功、电势、电势差、等势面等概念研究带电粒子在电场中运动时能量的转化3、 了解示波器管的工作原理，体会静电场知识对科学技术的影响教学重点：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材分析：在前面学习静电场性质的基础上，本节学习处理带电粒子在电场中运动的问题。本节内容主要培养学生综合应用力学知识和电学知识的能力。课本本节分三个主题“带电离子的加速”“带电离子的偏转”“示波管的原理”，梯度明显，符合学生认知规律。学情分析： 学生在前面学习过直线运动、牛顿运动定律和曲线运动为本节学习奠定了一定的基础，做好了一定的准备，但是本节综合应用知识能力要求很强，对于我所带的学生基础相对薄弱，在实践教学中要根据学生情况加以适当调整教学进度，教学难度使其适应学生。课时安排：2课时第一课时教学过程：引入新课回顾知识：如何判断物体的运动情况，即物体保持静止、做直线运动、曲线运动条件，举例说明？-学生回答并举例，教师总结。进行新课一、带电粒子在电场中平衡质量为m电荷量为q的带电体，能否静止在电场中？若能，请你判断带电体的电性；若不能，请说明说明理由，学生分析并讨论以上分析涉及到是否考虑带电体的重力问题。在处理带电体在电场中，学生常常因“重力是否可以忽略”这一问题感到迷茫。对于这个问题的方法可归纳为两种： 只有在带电粒子的重力远远小于静电力时，粒子的重力才可以忽略。 一般地说，微观带电粒子如电子、质子、离子、粒子等除有说明或明确暗示外，处理问题时均不计重力； 而带电微粒如尘埃、小液滴、小球等除有说明或有明确暗示外，处理问题时应考虑重力。过度：以下我们讨论带电粒子在电场中的运动，是不考虑带电粒子的重力且在匀强电场中二、 带电粒子在电场中直线加速例如：如图所示，质量为m电荷量为q的带电粒子（重力不计）以初速度v0与电场线平行的方向射入板间距离为d的平行板电容器间，两板间电压为U 。求带电粒子离开电场时的末速度. 运动学： 动能定理： 若粒子的初速度为零，则：请学生分析 对比以上两种解答问题方式的优劣：动能定理解决问题不需要考虑运动中间过程，简洁、计算量小，而且能够解决带电粒子在非匀强电场的的运动问题，而运动学不能。教师补充：带电粒子在电场中加速是使粒子获得高能量，在研究问题时可以使它和其他粒子碰撞研究其他粒子性质，例如电子加速打在荧光屏上获得亮斑示波器、电视机的荧光屏就是该应用。对于加速板每一个电压对应着一个速度，对于电学元器件我们可以控制电压控制带电粒子的速度。三、 带电粒子在电场中偏转刚刚研究的是带电粒子平行于电场方向的运动，如果粒子有一定的初速度垂直于电场方向运动情形又如何呢？如图所示，请学生画出带电粒子运动的大致轨迹，分析运动情况。教师总结：带电粒子在电场中做类平抛运动，若两板之间电压低带电粒子能够飞离偏转电场；若过高则不能飞离电场而打在极板上，现以带电粒子能够飞离偏转电场加以研究、讨论。给定条件是：质量为m电荷量为q的带电粒子（重力不计）以平行于极板的初速度v0射入长L板间距离为d的平行板电容器间，两板间电压为U V0dy运动时间： 加速度：速度： ； 速度的偏转角：x方向位移：y方向位移( 偏转量 )：（对某一粒子的偏转：y与U成正比）位移与初速度v0的夹角( 位移偏转角 )：注意到：，说明穿出时刻的末速度的反向延长线与初速度延长线交点恰好在水平位移的中点。这一点和平抛运动的结论相同。若如图所示初速度为零的带电粒子先经过电压为U0加速后，获得速度v0后，再进入上述电场中偏转： 由 得：运动时间： 加速度：；沿电场方向速度： 偏转量 : 偏转角: y和都与成正比,与带电粒子的比荷无关 若打在荧光屏上的Y偏转：(Y与成正比)教师补充：带电粒子在电场中偏转是使粒子打到不同的位置，在研究问题时我们可以使粒子打到我们需要的位置，下一节课我们学习的示波管原理就是运用到该知识，使粒子偏转打到需要的位置不单单可以用电场中发生偏转，在以后我们还会学习带电粒子在磁场中发生偏转小结：带电粒子在电场中的运动是力学知识和电场知识的综合运用。其规律遵守牛顿运动定律、动能定理和功能关系等。只是带电粒子受力中有一个是电场力。作业：P39 问题与练习3、5板书设计：带电粒子在电场中的运动一、 带电粒子在电场中平衡二、 带电粒子在电场中直线加速三、重力不计的带电粒子垂直电场方向射入电场中（类似平抛运动）1、质量为m电荷量为q的带电粒子（重