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1、8.8 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(1)
教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)與技能:
1、理解帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,并能分析解決加速和偏轉(zhuǎn)方向的問(wèn)題.
2、知道示波管的構(gòu)造和基本原理.
過(guò)程與方法:
通過(guò)帶電粒子在電場(chǎng)中加速、偏轉(zhuǎn)過(guò)程分析,培養(yǎng)學(xué)生的分析、推理能力
情感、態(tài)度與價(jià)值觀:
通過(guò)知識(shí)的應(yīng)用,培養(yǎng)學(xué)生熱愛(ài)科學(xué)的精神
教學(xué)重點(diǎn)
帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律
教學(xué)難點(diǎn)
綜合運(yùn)用電學(xué)和力學(xué)知識(shí)處理偏轉(zhuǎn)問(wèn)題
教學(xué)過(guò)程
一、課前導(dǎo)學(xué)
帶電粒子在電場(chǎng)中受到電場(chǎng)力的作用會(huì)產(chǎn)生加速度,使其原有速度發(fā)生變化.在現(xiàn)代科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)設(shè)備中,常常利用電場(chǎng)來(lái)控制或改變帶電粒子的運(yùn)動(dòng)。
二、質(zhì)疑
2、討論
1、帶電粒子的加速
(1)要使帶電粒子在電場(chǎng)中只被加速而不改變運(yùn)動(dòng)方向該怎么辦?
(合外力與初速度在一條直線上,只改變速度的大??;合外力與初速度成90°,僅改變速度的方向;合外力與初速度成一定角度θ,既改變速度的大小又改變速度的方向)
(2) 如何計(jì)算圖1.8-1中 當(dāng)v0=0時(shí),帶電粒子到達(dá)另一板的速度大小?
方法一:先求出帶電粒子的加速度:
方法二:由W=qU及動(dòng)能定理:
2、帶電粒子的偏轉(zhuǎn)
(教師投影)如圖所示,電子以初速度v0垂直于電場(chǎng)線射入勻強(qiáng)電場(chǎng)中.
問(wèn)題討論:
(1) 分析帶電粒子的受力情況。是否考慮重力?
(對(duì)于基本粒子,如電子、質(zhì)子、α粒子等,
3、由于質(zhì)量m很小,所以重力比電場(chǎng)力小得多,重力可忽略不計(jì)。對(duì)于帶電的塵埃、液滴、小球等,m較大,重力一般不能忽略。)
(2)這種情況同哪種運(yùn)動(dòng)類(lèi)似,這種運(yùn)動(dòng)的研究方法是什么?
(3)帶電粒子在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)問(wèn)題的研究方法是什么?
3、示波管的原理
出示示波器,教師演示操作
①光屏上的亮斑及變化。
②掃描及變化。
③豎直方向的偏移并調(diào)節(jié)使之變化。
④機(jī)內(nèi)提供的正弦電壓觀察及變化的觀察。
多媒體展示:示波器的核心部分是示波管,由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成。
投影:示波管原理圖:
三、反饋矯正
1.課本例題1.
2.如右圖所示,設(shè)電荷帶電荷量為q,平行板長(zhǎng)為L(zhǎng),兩板間距為d,
4、電勢(shì)差為U,初速為v0.試求:
(1)帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)問(wèn)t。
(2)粒子運(yùn)動(dòng)的加速度。
(3)粒子受力情況分析。
(4)粒子在射出電場(chǎng)時(shí)豎直方向上的偏轉(zhuǎn)距離。
(5)粒子在離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)豎直方向的分速度。
(6)粒子在離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的速度大小。
(7)粒子在離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角度θ。
投影示范解析:
四、鞏固遷移
1.課本例題2
2.課本35頁(yè)思考與討論1.2.3
五、布置作業(yè)
課下閱讀課本“科學(xué)足跡”和“科學(xué)漫步”中的兩篇文章。
2022年高二物理 《帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》練習(xí)教案 新人教版
教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)與技能
能分析帶電粒
5、子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題
過(guò)程與方法
通過(guò)帶電粒子在電場(chǎng)中加速、偏轉(zhuǎn)過(guò)程分析,培養(yǎng)學(xué)生的分析、推理能力
情感、態(tài)度與價(jià)值觀
通過(guò)知識(shí)的應(yīng)用,培養(yǎng)學(xué)生熱愛(ài)科學(xué)的精神
教學(xué)重點(diǎn)
帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律
教學(xué)難點(diǎn)
運(yùn)用電學(xué)和力學(xué)知識(shí)綜合處理偏轉(zhuǎn)問(wèn)題
教學(xué)過(guò)程
一、課前導(dǎo)學(xué)
1.帶電粒子經(jīng)電場(chǎng)加速:處理方法,可用動(dòng)能定理、牛頓運(yùn)動(dòng)定律或用功能關(guān)系。
qU=mvt2/2-mv02/2 ∴ vt= ,若初速v0=0,則v= 。
2.帶電粒子經(jīng)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn): 處理方法:靈活應(yīng)用運(yùn)動(dòng)的合成和分解。
帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中作類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng), U、 d、
6、l、 m、 q、 v0已知。
①穿越時(shí)間: ②末速度:
③側(cè)向位移: ,討論:對(duì)于不同的帶電粒子
(1)若以相同的速度射入,則y與 成正比
(2)若以相同的動(dòng)能射入,則y與 成正比
(3)若經(jīng)相同的電壓U0加速后射入,則y=UL2/4DU0,與m、q 關(guān),隨加速電壓的增大而 ,隨偏轉(zhuǎn)電壓的增大而 。
(4)偏轉(zhuǎn)角正切: (從電場(chǎng)出來(lái)時(shí)粒子速度方向的反向延長(zhǎng)線必然
7、過(guò) )
二、質(zhì)疑討論
3.處理帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的一般步驟:
(1)分析帶電粒子的受力情況,尤其要注意是否應(yīng)該考慮重力,電場(chǎng)力是否恒力等。
(2)分析帶電粒子的初始狀態(tài)及條件,確定帶電粒子作直線運(yùn)動(dòng)還是曲線運(yùn)動(dòng)。
(3)建立正確的物理模型,進(jìn)而確定解題方法是運(yùn)力學(xué)、還是功能量關(guān)系。
(4)利用物理規(guī)律或其他手段(如圖線等)找出物理間的關(guān)系,建立方程組。
4.帶電粒子受力分析注意點(diǎn):
(1)對(duì)于電子、氕、氘、氚、核、粒子及離子等,一般不考慮重力;
(2)對(duì)于帶電的顆粒,液滴、油滴、小球、塵埃等,除在題目中明確說(shuō)明或暗示外,一般均應(yīng)考慮重力;
(3)除
8、勻強(qiáng)電場(chǎng)中電量不變的帶電粒子受恒定的電場(chǎng)力外,一般電場(chǎng)中的電場(chǎng)力多為變力;
(4)帶電導(dǎo)體相互接觸,可能引起電量的重新分配,從而引起電場(chǎng)力變化。
三、反饋矯正
t
φ
U0
-U0
o
T/2 T 3T/2 2T
例1、 如圖所示,兩平行金屬板豎直放置,左極板接地,中間有小孔。右極板電勢(shì)隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示。電子原來(lái)靜止在左極板小孔處。(不計(jì)重力作用)下列說(shuō)法中正確的是( )
A.從t=0時(shí)刻釋放電子,電子將始終向右運(yùn)動(dòng),直到打到右極板上
B.從t=0時(shí)刻釋放電子,電子可能在兩板間振動(dòng)
C.從t=T/4時(shí)刻釋放電子,電子可能在兩板間振動(dòng),也可能打到右極板上
D.從t=3T/8時(shí)刻釋放電子,電子必將打到左極板上
例2、課本p38 (4)
例3、課課練p27(4)
四、鞏固遷移
課本p38(1)(2)(3)(5)
5、如圖所示,帶負(fù)電的小球靜止在水平放置的平行板電容 器兩板間,距下板0.8 cm,兩板間的電勢(shì)差為300 V.如果兩板間電勢(shì)差減小到60 V,則帶電小球運(yùn)動(dòng)到極板上需多長(zhǎng)時(shí)間?