帶電粒子在電場中的運動物理教案

　　作為一名為他人授業(yè)解惑的教育工作者，常常需要準備教案，教案有助于順利而有效地開展教學(xué)活動。那么應(yīng)當(dāng)如何寫教案呢？以下是小編為大家整理的帶電粒子在電場中的運動物理教案，僅供參考，希望能夠幫助到大家。

帶電粒子在電場中的運動物理教案1

　　教學(xué)目標(biāo)

　　知識目標(biāo)

　　1、理解帶電粒子在勻強電場中的運動規(guī)律——只受電場力，帶電粒子做勻變速運動．重點掌握初速度與場強方向垂直的帶電粒子在電場中的運動——類平拋運動．

　　2、知道示波管的構(gòu)造和原理．

　　能力目標(biāo)

　　1、滲透物理學(xué)方法的教育，讓學(xué)生學(xué)習(xí)運用理想化方法，突出主要因素，忽略次要因素的科學(xué)的研究方法．

　　2、提高學(xué)生的分析推理能力．

　　情感目標(biāo)

　　通過本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究的意志品質(zhì)．

　　教學(xué)建議

　　本節(jié)內(nèi)容是電場一章中非常重要的知識點，里面涉及到電學(xué)與力學(xué)知識的綜合運用，因此教師在講解時，一是注意對力學(xué)知識的有效復(fù)習(xí)，以便于知識的遷移，另外，由于帶電粒子在電場中的運動公式比較復(fù)雜，所以教學(xué)中需要注意使學(xué)生掌握解題的思維和方法，而不要一味的強調(diào)公式的記憶．

　　在講解時要滲透物理學(xué)方法的教育，讓學(xué)生學(xué)習(xí)運用理想化方法、突出主要因素、忽略次要因素（忽略帶電粒子的重力）的科學(xué)的研究方法．

　　關(guān)于示波管的講解，教材中介紹的非常詳細，教師需要重點強調(diào)其工作原理，讓學(xué)生理解加速和偏轉(zhuǎn)問題——帶電粒子在電場中加速偏轉(zhuǎn)的實際應(yīng)用．

　　--示例

　　第九節(jié) 帶電粒子在勻強電場中的運動

　　1、帶電粒子的加速

　　教師講解：這節(jié)課我們研究帶電粒子在勻強電場中的運動，關(guān)于運動，在前面的學(xué)習(xí)中我們已經(jīng)研究過了：物體在力的作用下，運動狀態(tài)發(fā)生了改變，同樣，對于電場中的帶電粒子而言，受到電場力的作用，那么它的運動情況又是怎樣的呢？帶電粒子在電場中運動的過程中，電場力做的功大小為 ，帶電粒子到達極板時動能 ，根據(jù)動能定理， ，這個公式是利用能量關(guān)系得到的，不僅使用于勻強電場，而且適用于任何其它電場．

　　分析課本113頁的例題1．

　　2、帶電粒子的偏轉(zhuǎn)

　　根據(jù)能量的關(guān)系，我們可以得到帶電粒子在任何電場中的運動的初末狀態(tài)，下面，我們針對勻強電場具體研究一下帶電粒子在電場中的運動情況．

　�。ń處煶鍪緢D片）為了方便研究，我們選用勻強電場：平行兩個帶電極板之間的電場就是勻強電場．

　　①若帶電粒子在電場中所受合力為零時，即 時，粒子將保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運動狀態(tài)．

　　帶電粒子處于靜止?fàn)顟B(tài)， ， ，所受重力豎直向下，場強方向豎直向下，帶電體帶負電，所以所受電場力豎直向上．

　　②若 且與初速度方向在同一直線上，帶電粒子將做加速或減速直線運動．（變速直線運動）

　　A、打入正電荷，將做勻加速直線運動．

　　B、打入負電荷，由于重力極小，可以忽略，電荷只受到電場力作用，將做勻減速直線運動．

　�、廴� ，且與初速度方向有夾角，帶電粒子將做曲線運動． ，合外力豎直向下，帶電粒子做勻變速曲線運動．（如下圖所示）

　　注意：若不計重力，初速度 ，帶電粒子將在電場中做類平拋運動．

　　復(fù)習(xí)：物體在只受重力的作用下，以一定水平速度拋出，物體的實際運動為這兩種運動的合運動．水平方向上不受力作用，做勻速直線運動，豎直方向上只受重力，做初速度為零的自由落體運動．

　　水平方向：

　　豎直方向：

　　與此相似，當(dāng)忽略帶電粒子的重力 時，且 ，帶電粒子在電場中將做類平拋運動．與平拋運動區(qū)別的只是在沿著電場方向上，帶電粒子做加速度為 的勻變速直線運動．

　　例題講解：已知，平行兩個電極板間距為d，板長為l，初速度 ，板間電壓為U，帶電粒子質(zhì)量為，帶電量為＋q．分析帶電粒子的運動情況：

　　①粒子在與電場方向垂直的方向上做勻速直線運動， ；在沿電場方向做初速度為零的.勻加速直線運動， ，稱為側(cè)移．若粒子能穿過電場，而不打在極板上，側(cè)移量為多少呢？

　�、谏涑鰰r的末速度與初速度 的夾角 稱為偏向角．

　　③ 反向延長線與 延長線的交點在 處．

　　證明：

　　注意：以上結(jié)論均適用于帶電粒子能從電場中穿出的情況．如果帶電粒子沒有從電場中穿出，此時 不再等于板長l，應(yīng)根據(jù)情況進行分析．

　　得到了帶電粒子在勻強電場中的基本運動情況，下面，我們看看其實際的應(yīng)用示例．

　　3、示波管的原理：

　　學(xué)生首先自己研究，對照例題，自學(xué)完成，教師可以通過放映有關(guān)示波器的視頻資料加深學(xué)生對本節(jié)內(nèi)容的理解．

　　4、教師總結(jié)：

　　教師講解：本節(jié)內(nèi)容是關(guān)于帶電粒子在勻強電場中的運動情況，是電學(xué)和力學(xué)知識的綜合， 帶電粒子在電場中的運動，常見的有加速、減速、偏轉(zhuǎn)、圓運動等等，規(guī)律跟力學(xué)是相同的，只是在分析物體受力時，注意分析電場力，同時注意：為了方便問題的研究，對于微觀粒子的電荷，因為重力非常小，我們可以忽略不計．對于示波管，實際就是帶電粒子在電場中的加速偏轉(zhuǎn)問題的實際應(yīng)用．

　　5、布置課后作業(yè)

帶電粒子在電場中的運動物理教案2

　　一、教學(xué)目標(biāo)

　　1．了解——只受電場力，帶電粒子做勻變速運動。

　　2．重點掌握初速度與場強方向垂直的——類平拋運動。

　　3．滲透物理學(xué)方法的教育：運用理想化方法，突出主要因素，忽略次要因素，不計粒子重力。

　　二、重點分析

　　初速度與場強方向垂直的帶電粒子在電場中運動，沿電場方向（或反向）做初速度為零的勻加速直線運動，垂直于電場方向為勻速直線運動。

　　三、主要教學(xué)過程

　　1．帶電粒子在磁場中的運動情況

　�、偃魩щ娏Ｗ釉陔妶鲋兴�受合力為零時，即∑F=0時，粒子將保

　　持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運動狀態(tài)。

　　例帶電粒子在電場中處于靜止?fàn)顟B(tài)，該粒子帶正電還是負電？

　　分析帶電粒子處于靜止?fàn)顟B(tài)，∑F=0，mg=Eq，因為所受重力豎直向下，所以所受電場力必為豎直向上。又因為場強方向豎直向下，所以帶電體帶負電。

　　②若∑F≠0且與初速度方向在同一直線上，帶電粒子將做加速或減速直線運動。（變速直線運動）

　　打入正電荷，將做勻加速直線運動。

　　打入負電荷，將做勻減速直線運動。

　�、廴簟艶≠0，且與初速度方向有夾角（不等于0°，180°），帶電粒子將做曲線運動。

　　mg＞Eq，合外力豎直向下v0與∑F夾角不等于0°或180°，帶電粒子做勻變速曲線運動。在第三種情況中重點分析類平拋運動。

　　2．若不計重力，初速度v0⊥E，帶電粒子將在電場中做類平拋運動。

　　復(fù)習(xí)：物體在只受重力的作用下，被水平拋出，在水平方向上不受力，將做勻速直線運動，在豎直方向上只受重力，做初速度為零的自由落體運動。物體的實際運動為這兩種運動的合運動。

　　與此相似，不計mg，v0⊥E時，帶電粒子在磁場中將做類平拋運動。

　　板間距為d，板長為l，初速度v0，板間電壓為U，帶電粒子質(zhì)量為m，帶電量為+q。

　�、倭Ｗ釉谂c電場方向垂直的方向上做勻速直線運動，x=v0t；在沿電若粒子能穿過電場，而不打在極板上，側(cè)移量為多少呢？

　�、�

　�、�

　　注：以上結(jié)論均適用于帶電粒子能從電場中穿出的情況。如果帶電粒子沒有從電場中穿出，此時v0t不再等于板長l，應(yīng)根據(jù)情況進行分析。

　　設(shè)粒子帶正電，以v0進入電壓為U1的電場，將做勻加速直線運動，穿過電場時速度增大，動能增大，所以該電場稱為加速電場。

　　進入電壓為U2的電場后，粒子將發(fā)生偏轉(zhuǎn)，設(shè)電場稱為偏轉(zhuǎn)電場。

　　例1質(zhì)量為m的帶電粒子，以初速度v0進入電場后沿直線運動到上極板。

　�。�1）物體做的是什么運動？

　�。�2）電場力做功多少？

　�。�3）帶電體的電性？

　　例2如圖，一平行板電容器板長l=4cm，板間距離為d=3cm，傾斜放置，使板面與水平方向夾角α=37°，若兩板間所加電壓U=100V，一帶電量q=3×10—10C的負電荷以v0=0。5m/s的.速度自A板左邊緣水平進入電場，在電場中沿水平方向運動，并恰好從B板右邊緣水平飛出，則帶電粒子從電場中飛出時的速度為多少？帶電粒子質(zhì)量為多少？

　　例3一質(zhì)量為m，帶電量為+q的小球從距地面高h處以一定的初速度水平拋出。在距拋出點水平距離為l處，有一根管口比小球直徑略大的

　　管子上方的整個區(qū)域里加一個場強方向水平向左的勻強電場。如圖：

　　求：（1）小球的初速度v；

　�。�2）電場強度E的大小；

　　（3）小球落地時的動能。

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