云南省德宏州潞西市芒市中学高中物理 1.9 带电粒子在电场中的运动教案 新人教版选修31.doc

1 云南省德宏州潞西市芒市中学云南省德宏州潞西市芒市中学 2014 20152014 2015 学年高中物理学年高中物理 1 91 9 带电粒带电粒 子在电场中的运动教案子在电场中的运动教案 新人教版选修新人教版选修 3 13 1 一 内容及解析 一 内容及解析 1 内容 带点粒子在匀强磁场中的运动分为加速和偏转问题 2 解析 加速问题一般用匀变速直线运动规律解答 偏转问题一般用类平抛运动知识解 答 二 目标及其解析 二 目标及其解析 1 理解带电粒子在电场中的运动规律 并能分析解决加速和偏转方向的问题 2 知道示波管的构造和基本原理 三 教学问题诊断分析 三 教学问题诊断分析 运用电学知识和力学知识综合处理偏转问题 四 四 教学支持条件分析 教学支持条件分析 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 推理能力 五 五 教学过程设计 教学过程设计 1 教学基本流程 复习匀强电场的概念 电场强度的定义 带电粒子在匀强电场中运动时受力分析 练习 小结 2 2 教学情景 教学情景 1 带电粒子的加速 1 动力学分析 带电粒子沿与电场线 方向进入电场 受到的电场力与运 动方向在 上 做 直线运动 如果是匀强电场 则做匀加 减 速运 动 2 功能关系分析 粒子只受电场力作用 动能变化量等于 的变化量 等于 力做的功 即 2 2 1 qumv 初速度为零 2 0 2 2 1 2 1 qumvmv 此式适用于一切电场 2 带电粒子的偏转 1 动力学分析 带电粒子以速度v0 于电场线方向飞入两带电平行板产 生的匀强电场中 受到恒定的与初速度方向成 900角的电场力作用而做 运动 2 运动的分析方法 看成类平抛运动 沿初速度方向 x 方向 做速度为v0的 x 沿电场力方向做初速度为零的 ay vy y 偏角 v vy tan 典例分析典例分析 例 1 如图 1 8 1 所示 两板间电势差为 u 相距为 d 板长为 l 正离子 q 以平行于极板的速度v0射入电场中 在电场中受到电场力而 发生偏转 则电荷的偏转距离 y 和偏转角 为多少 例 2 两平行金属板相距为 d 电势差为 u 一电子质量为 m 电荷量为e 从 o 点沿垂直 于极板的方向射出 最远到达 a 点 然后返回 如图 1 8 3 所示 oa h 此电子具有的 2 图 1 8 4 图 1 8 5 初动能是 a u edh b eduh c dh eu d d euh 例 3 一束质量为 m 电荷量为 q 的带电粒子以平行于两极板的速度v0进入匀强电场 如 图 1 8 4 所示 如果两极板间电压为 u 两极板间的距离为 d 板长为 l 设粒子束不会击 中极板 则粒子从进入电场到飞出极板时电势能的变化量为 粒子的重力忽略不计 例 4 如图 1 8 5 所示 离子发生器发射出一束质量为 m 电荷量为 q 的离子 从静止 经加速电压 u1加速后 获得速度 0 v 并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v离开电场 已知平行板长为l 两板间距离为 d 求 0 v的大小 离子在偏转电场中运动时间t 离子在偏转电场中受到的电场力的大小 f 离子在偏转电场中的加速度 离子在离开偏转电场时的横向速度 y v 离子在离开偏转电场时的速度v的大小 离子在离开偏转电场时的横向偏移量 y 离子离开偏转电场时的偏转角 的正切值 tan 小结小结 解题的一般步骤是 1 根据题目描述的物理现象和物理过程以及要回答问题 确定出研究对象和过程 并 选择出 某个状态 和反映该状态的某些 参量 写出这些参量间的关系式 2 依据题目所给的条件 选用有关的物理规律 列出方程或方程组 运用数学工具 对参 量间的函数关系进行逻辑推理 得出有关的计算表达式 3 对表达式中的已知量 未知量进行演绎 讨论 得出正确的结果 六 目标检测 六 目标检测 1 利用电场来改变或控制带电粒子的运动 最简单情况有两种 利用电场使带电粒子 利用电场使带电粒子 2 示波器 示波器的核心部件是 示波管由电子枪 和 荧光屏组成 管内抽成真空 设计意图 设计意图 检测目标完成情况 a a 组题组题 1 如图 l 8 6 所示 电子由静止开始从 a 板 向 b 板运动 当到达 b 板时速度为 v 保持两板间电压不变 则 a 当增大两板间距离时 v 也增大 3 图 1 8 8 b 当减小两板间距离时 v 增大 c 当改变两板间距离时 v 不变 d 当增大两板间距离时 电子在两板间运动的时间延长 2 如图 1 8 7 所示 两极板与电源相连接 电子从负极板边缘垂直电场方向射入匀 强电场 且恰好从正极板边缘飞出 现在使电子入射速度变为原来的两倍 而电子仍从原位 置射入 且仍从正极板边缘飞出 则两极板的间距应变为原来的 a 2 倍 b 4 倍 c 0 5 倍 d 0 25 倍 设计意图设计意图 对学生进行基础知识练习 b b 组题组题 3 电子从负极板的边缘垂直进入匀强电场 恰好从正极板边缘飞出 如图 1 8 8 所 示 现在保持两极板间的电压不变 使两极板间的距离变为原来的 2 倍 电子的入射方向及位臀不变 且要电子仍从正极板边缘飞出 则电子入射 的初速度大小应为原来的 a 2 2 b 2 1 c 2 d 2 4 下列带电粒子经过电压为 u 的电压加速后 如果它们的初速度均为 0 则获得速度最 大的粒子是 a 质子 b 氚核 c 氦核 d 钠离子 na 设计意图 设计意图 提高学生对基础知识的学习 c c 组题组题 5 真空中有一束电子流 以速度 v 沿着跟电场强度方向垂 直 自 o 点进入匀强电场 如图 1 8 9 所示 若以 o 为坐标原点 x 轴垂直于电场方向 y 轴平行于电场方向 在 x 轴上取 oa ab bc 分别自 a b c 点作与 y 轴平行的线跟电子流的径迹 交于 m n p 三点 那么 1 电子流经 m n p 三点时 沿 x 轴方向的分速度之比为 2 沿 y 轴的分速度之比为 3 电子流每经过相等时间的动能增量之比为 6 如图 1 8 10 所示 电子具有 100 ev