重庆市开县中学高中物理《1.9 带电粒子在电场中的偏转》导学案 新人教版选修31.doc

教者： 课题名称重庆市开县中学高二物理1.9 带电粒子在电场中的偏转导学案第1课时课型问题生成解决课第2课时课型综合解决课课程标准能够根据力的观点和能的观点求解带电粒子在电场中的运动.学习目标1.通过带电粒子在电场中的受力情况和运动情况,能分析其运动规律;2.能分析解决带电粒子在电场中的加速和偏转问题； 2.能够根据力的观点和能的观点求解带电粒子在电场中的运动；3.阅读教材和观察示波管的实物,明白示波管的构造和基本原理.重点难点带电粒子在匀强电场中的运动规律运用电学知识和力学知识综合处理偏转问题。学习过程 学习任务（内容、问题、试题）学习活动(方式、行为)第一课时:引入:通过前面的学习，我们已初步领略了静电场的基本性质。在物理科学与技术的发展进程中，“静电理论”功不可没。“静电理论”的实际应用随处可见，走进客厅看到的电视机，实验室里的示波器、阴极射线管等。在核物理的研究中利用静电场对带电粒子加速而获得高能粒子。北京正负电子对撞机就是利用电场加速来实现的。卫星上安装的离子推进器也是利用静电加速放出离子而获得反冲的。再如：文印室的喷墨打印机等等。 物体的初速度和受的合外力决定了物体的运动情况。带电粒子在电场中的运动，常见的有加速、减速、偏转、圆周运动等。规律与力学相同。和过去学过的力学相比，在受力分析时要增加电场力分析。【知识铺垫】问1:带电粒子在电场中的运动可能有几种运动形式？ 平衡、变速直线(匀加、减速)、变速曲线(偏转)、圆周运动问2:分析带电粒子运动形式的思路?粒子的受力情况和初速度情况问3:带电粒子在电场中要受到哪些力的作用? 电场力和重力练一练1:一个电子的质量为0.9110-30 kg, 电荷量e=1.610-19 c，当它位于e=5104v/m的电场中时:受到的重力g为多大？受到的电场力f为多大？f/g=？你会发现什么？(g=mg=910-30n; f=qe=810-15n; f/g=11015;电子、质子、离子等微观带电粒子所受重力一般远小于电场力，重力可以忽略（有说明或暗示除外）。总结: 1、带电的基本粒子：如电子，质子，正负离子等。这些粒子所受重力和电场力相比要小得多，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、油滴、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.练一练2:带电粒子在电场中处于静止状态，该粒子带正电还是负电?【模块一】带电粒子在电场中的加速 做一做:如图所示，在真空中有一对平行金属板，两板间加以电压u。两板间有一带正电荷q的带电粒子。它在电场力的作用下，由静止开始从正极板向负极板运动，到达负板时的速度有多大？(不考虑粒子的重力,请用两种方法求解）如两极板间不是匀强电场该用何种方法求解？为什么？(由于电场力做功与场强是否匀强无关，与运动路径也无关.)练一练:下列粒子由静止经加速电压为u的电场加速后，哪种粒子动能最大 （ d ） 哪种粒子速度最大 （ b ） a、质子 b、电子 c、氘核 d、氦核【模块二】带电粒子在电场中的偏转根据右图回答:1.q的受力怎样? q的受力又怎样?2.水平方向和竖直方向的运动性质怎样?3.与学过的哪种运动形式类似?并试分析练一练1、质子(质量为m、电量为e)和二价氦离子(质量为4m、电量为2e)以相同的初动能垂直射入同一偏转电场中，离开电场后，它们的偏转角正切之比为 1:2 ，侧移之比为 1:2 。练一练2、如图,三个电子在同一地点同时沿同一直线垂直飞入偏转电场。则由此可判断（ bcd ） a、 b和c同时飞离电场 b、在b飞离电场的瞬间，a刚好打在下极板上 c、进入电场时，c速度最大，a速度最小d、c的动能增量最小，a和b的动能增量一样大 【模块三】示波管原理1.示波器作用：是一种用来观察电信号随时间变化的电子仪器。2.它的核心部件是示波管：由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，管内抽成真空。问1、如果在电极xx之间和yy之间都不加电压，电子将打在荧光屏的什么位置？问2、如果在电极xx之间不加电压，而在yy之间加不变电压，使y的电势比y高，电子将打在荧光屏的什么位置？若y的电势比y高呢?问3、如果在电极 yy之间不加电压，但在xx之间加不变电压，使x的电势比x高，电子将打在荧光屏的什么位置？若x的电势比x高呢?问4、如果在电极 yy之间加不变电压，使y的电势比y高，在xx之间加不变电压，使x的电势比x高，电子将打在荧光屏的什么位置？第二课时(拓展例与练):【拓展一】加速与偏转一体例:离子发生器发射出一束质量为m，电荷量为q的负离子，从静止经加速电压u 1 加速后，沿垂直于电场线方向射入两平行板中央，受偏转电压u2作用后，以速度离开电场，已知平行板长为，两板间距离为d，求:1）离子在偏转电场中运动的时间、加速度、速度v的大小； 2）离子在离开偏转电场时的沿电场方向的偏移量和偏转角的正切值。练一练:1.如图所示,初速度为零的粒子和电子在电势差为u1的电场中加速后,垂直进入电势差为u2的偏转电场,在满足电子能射出偏转电场的条件下,正确的说法是( d ) a. 粒子的偏转量大于电子的偏转量 b. 粒子的偏转量小于电子的偏转量 c. 粒子的偏转角大于电子的偏转角 d. 粒子的偏转角等于电子的偏转角2.如图，电子在电势差为u1的加速电场中由静止开始加速，然后射入电势差为u2的两块平行极板间的电场中，入射方向跟极板平行。整个装置处在真空中，重力可忽略。在满足电子能射出平行板区的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角变大的是 （ b ）a、u1变大、u2变大 b、u1变小、u2变大c、u1变大、u2变小 d、u1变小、u2变小【拓展二】带电粒子的先加速再偏转后匀速例:一个电荷量为-q质量为m的带电粒子，由静止进入一个电压为u1的加速电场加速后，又垂直进入一个电压为u2的偏转电场，经偏转电场偏转后打在荧光屏上,整个装置如图示. (不计粒子的重力).求:(1)出偏转电场时的偏移距离y；(2)出偏转电场时的偏转角(3)打在荧光屏上时的偏移距离y.()练一练:如图所示，二价氦离子和质子的混合体，经同一加速电场加速后，垂直射入同一偏转电场中，偏转后，打在同一荧光屏上，则它们 a、侧移距离相同 b、偏转角相同 c、到达屏上同一点 d、到达屏上不同点(参考答案:abc)晚自习分发问题导读评价单。师：引导生：知识回顾与练习师：引导学生总结生：理解并当场记忆【针对模块一】生：做一做，思考方法师：引导、分析生：根据分析回答问题，并展示总结师：用课件投影归纳点评生：练一练。【针对模块二】师：结合问题先独立思考。生:学生阅读、思考并回答问题。生：小组讨论师：巡观，指导。生：展示交流，互动学习。师：点评，总结并强调思路方