1、1.9帶電粒子在電場中的運動（第1課時） 教 學 目 標（一）知識與技能1了解帶電粒子在電場中的運動只受電場力，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帶電粒子在電場中的運動(類平拋運動)。（二）過程與方法培養學生綜合運用力學和電學的知識分析解決帶電粒子在電場中的運動。（三）情感、態度與價值觀1滲透物理學方法的教育：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。2培養學生綜合分析問題的能力，體會物理知識的實際應用。教學重點、難點 教學重點帶電粒子在電場中的加速和偏轉規律教學難點帶電粒子在電場中的偏轉問題及應用教 學 方 法 講授法、 歸納法、 互動探究法 教學設計引入

2、新課教師：帶電粒子在電場中受到電場力的作用會產生加速度，使其原有速度發生變化在現代科學實驗和技術設備中，常常利用電場來控制或改變帶電粒子的運動。具體應用有哪些呢?本節課我們來研究這個問題以勻強電場為例。一、帶電粒子的加速：如圖所示，質量為m、帶正電荷q的粒子，在電場力作用下由靜止開始從正極板運動到負極板，計算它到達負極板時的速度。教師點撥拓展：方法一：先求出帶電粒子的加速度：a= 再根據vt2-v02=2ad可求得當帶電粒子從靜止開始被加速時獲得的速度為：vt=方法二：由W=qU及動能定理：W=Ek=mv2-0得：qU=mv2到達另一板時的速度為：v=.【提問】若初速度為v0（不等于零），推導

3、最終的速度表達式教師點撥拓展：（1）推導：設初速為v0，末速為v，則據動能定理得qU=mv2-mv02所以 v= （v0=0時，v=）【提問】在非勻強電場里面，上面的結果是否仍然適用？為什么？結果仍然適用（2）方法一：必須在勻強電場中使用（F=qE，F為恒力，E恒定）方法二：由于非勻強電場中，公式W=qU同樣適用，故后一種可行性更高，應用程度更高。實例探究：課本例題1強調注意事項：計算先推導最終表達式，再統一代入數值運算，統一單位后不用每個量都寫，只在最終結果標出即可過渡：如果帶電粒子在電場中的加速度方向與初速度方向不在同一條直線上，帶電粒子的運動情況又如何呢?下面我們通過一種較特殊的情況來研

4、究。二、帶電粒子的偏轉：如圖所示，兩平行板間存在方向豎直向下的勻強電場，電荷量為q的粒子以速度v0水平射入兩極板間。問題討論：（1）分析帶電粒子的受力情況。（2）你認為這種情況同哪種運動類似，這種運動的研究方法是什么?（3）你能類比得到帶電粒子在電場中運動的研究方法嗎?總結：（1）關于帶電粒子的受力，學生的爭論焦點可能在是否考慮重力上。教師應及時引導：對于基本粒子，如電子、質子、粒子等，由于質量m很小，所以重力比電場力小得多，重力可忽略不計。對于帶電的塵埃、液滴、小球等，m較大，重力一般不能忽略。（2）帶電粒子以初速度v0垂直于電場線方向飛入勻強電場時，受到恒定的與初速度方向成90角的作用而做

5、勻變速曲線運動，類似于力學中的平拋運動，平拋運動的研究方法是運動的合成和分解。（3）帶電粒子垂直進入電場中的運動也可采用運動的合成和分解的方法進行。試求：(1)若板長為l，板間電壓為U，板間距為d，粒子質量為m，電荷量為q，求粒子的加速度和通過電場的時間(2)當粒子離開電場時，粒子水平方向和豎直方向的速度分別為多大？合速度與初速度方向的夾角的正切值為多少？(3)粒子沿電場方向的偏移量y為多少？(4)速度的偏轉角與位移和水平方向的夾角是否相同？解析：粒子受電場力的作用，其方向和速度方向垂直且豎直向下粒子在水平方向做勻速直線運動，在電場力方向做初速度為零的勻加速直線運動，其合運動類似于平拋運動(1

6、) aeq f(F,m)eq f(qU,md) teq f(l,v0)(2) vxv0vyateq f(qUl,mdv0)tan eq f(vy,v0)eq f(qUl,mdvoal(2,0)(3) yeq f(1,2)at2eq f(qUl2,2mdvoal(2,0).(4) 速度偏轉角tan eq f(qUl,mdvoal(2,0)位移和水平方向的夾角tan eq f(y,l)eq f(qUl,2mdvoal(2,0)所以tan 2tan .拓展：若帶電粒子的初速v0是在電場的電勢差U1下加速而來的（從零開始），那么上面的結果又如何呢?三課堂小結掌握帶電粒子在電場中加速與偏轉的規律，學會綜合運用力