带电粒子在匀强电场中的直线运动+教学设计+-2026届高考物理一轮复习

带电粒子在匀强电场中的直线运动一、新课标要求《普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）》提出，能多角度、多方法分析带电粒子在匀强电场中的运动和能量问题，运用该原理解决实际问题。二、教学重点、难点教学目标物理观念：①会在具体问题中判定带电粒子的重力是否可忽略；②学会借用平抛运动的分析方法研究带电粒子在匀强电场中的偏转；③学会运用动力学法、能量观点等方法分析解决带电粒子在电场中的直线、曲线运动。科学思维：①引导学生建立带电粒子垂直进入匀强电场中做类平抛运动，提高学生构建模型的意识和能力；②能运用“类比”思维方法对带电粒子垂直进入匀强电场进行分析推理，得出偏移量y、偏转角等规律。科学探究：①在小组讨论中具有交流的意愿与能力，能准确表述自己的见解；科学态度与责任：①学生在积极参与和思考中体验获得答案的成就感，激发学习的信心与热情。②了解静电除烟原理中涉及到的带电粒子在电场中的运动知识，体会物理对科学技术的重要性。重点：运用力学和电学知识综合处理带电粒子在匀强电场中的直线运动。难点：方法的提炼和模型的构建。备考策略1、高考考情分析：带电粒子在匀强电场中的直线运动作为电场模块与动力学、能量观点、动量观点的核心结合点，是近几年高考物理的高频考点，在全国卷及各省市自主命题卷中均有稳定且灵活的考查。2、学情分析：学生在高二已经学习了静电场知识，但大多数学生仍感觉静电场知识很抽象，知识点多而散，学生自主构建知识线索，提炼研究问题的科学方法、意识和能力较为欠缺。3、备考策略：强化基础知识总结解题方法加强模型构建和训练注重实际应用教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图课题引入学生认真阅读高考考情分析认真研读新课程标准的要求认真阅读思考通过学生的认真阅读，进一步了解考点要求。任务一：探究带电粒子在匀强电场中的直线运动任务二：形成认知模型任务三：迁移应用模型构建模型：如图所示，AB板间距为d，板间电压为U（板间可视为匀强电场）。A板内侧有一个离子源，逸出质量为m，带电量为+q，初速度几乎为零的带电粒子（不计重力，忽略粒子间的相互作用）ABU问题1.求粒子到达B板的速度v的大小？方法一：牛顿运动力学根据牛顿第二定律F=ma得：qU根据运动学公式：v2vB联立（1）（2）得：v方法二：功能关系根据动能定理W总qU所以v问题2.求粒子到达B板的时间t？方法一：牛顿运动力学根据牛顿第二定律F=ma得：q根据运动学公式：v2t=d方法二：动量定理根据动能定理W和动量定理：F⋅∆t=∆qU=qU联立（1）（2）得：t=d学生思考：解决物理问题的三大观点（动力学观点、能量观点、动量观点）问题3.如果B极板换成弯曲的，A、B极板间的电场还能看成匀强电场吗？又如何去求解速度v的大小呢？ABU如果B极板换成弯曲的，A、B极板间的电场将不能看成匀强电场，而是非匀强电场。牛顿运动力学无法应用。我们只能选择功能关系。思考：通过以上问题的研究，同学们思考解决此类问题步骤：模型构建——带电粒子在匀强电场中的运动受力分析运动过程分析选择合适的解题方法。问题4.如果将刚才逸出的带电粒子换成带电小球，求带电小球到达B极板的速度v和时间t?（设F电AF电θmgU方法一：牛顿运动力学根据受力分析可知：F合∵F电∴mg与合力方向的夹角θ=37即：位移x=由运动学公式：v得：v又由运动学公式：v=得：t=2方法二：功能关系根据动能定理W得：qU+mg∗∴v又由运动学公式：v=F合得：t=2方法三：动量定理根据动能定理W和动量定理：F得v思考：同学们还能想到什么方法呢？运动的合成与分解（学生课后去具体计算）问题5.如图所示，倾斜放置的平行板电容器与水平面夹角为θ，板间距离为d,带负电的微粒质量为m、电荷量为q，从极板M的左边缘A处以初速度v0水平射入，沿直线运动并从极板N的右边缘B处射出，重力加速度为g，则（）MAθBV0N微粒到达B点时的动能为1微粒的加速度大小为g两极板的电势差U微粒从A点到B点的过程，电势能减少mgd思考：重力做功的特点？迁移类比电场力做功的特点？重力做功的特点：（1）与路径无关，只与初末位置有关；（2）只引起重力势能的变化；（3）WW学生思考、小组讨论，回答解决问题方法，并展示解题过程。学生思考并讨论......总结方法：牛顿运动力学适合解决匀变速直线运动的问题（即匀强电场的问题），而功能关系即可以解决匀变速问题，又可以解决非匀变速问题（非匀强电场的问题）。学生思考、归纳总结学生思考电场和重力场叠加，分析问题的思路和方法学生思考讨论.学生思考，小组讨论通过学生思考、可以培养学生的分析综合能力以及严谨的推理能力。小组讨论，同学课堂展示，培养了学生沟通、合作和表达能力。通过改变极板B，学生思考解决方法，并对不同方法的优劣和适应场景进行对比，旨在培养学生严谨的思维能力。学生思考解决物理问题的方法和步骤，培养了学生总结规律，形成系统的解题思路能力。体现学生将复杂问题转换成简单问题的等效思想。通过设问、学生思考，引导学生从不同物理视角分析问题，同时拓展学生的思维能力。学生展示，目的培养学生规范的书写和严谨的推理、表达能力。从重力做功特点迁移到电场力做功特点，培养学生知识结构化、系统化的能力。任务四：归纳总结解决带电粒子在匀强电场中直线运动的方法步骤：(1)模型构建——带电粒子在匀强电场中的运动(2)受力分析(3)运动过程分析(4)根据要求，结合物理三大观点——动力学观点、能量观点、动量观点选择解题方法。学生思考，小组讨论通过学生反思，深化对知识内在联系的理解，形成系统的知识框架，培养学生的知识体系整合能力任务五：拓展提升练习2025年四川卷13题如图所示，真空中固定放置两块较大的平行金属板，板间距为d，下极板接地，板间匀强电场大小恒为E，现有一质量为m，电荷量为q>0的金属微粒，从两极板中央O点由静止释放。若微粒与极板碰撞前后瞬间机械能不变，碰撞后电性与极板相同，所带电荷量的绝对值不变。不计微粒重力。求微粒第一次到