湖北省高中物理《1.9 带电粒子在电场中的运动》教案 选修3-1.doc

课题§1.8带电粒子在电场中的运动课型新授课（课时）教学目标（一）知识与技能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．（二）过程与方法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（三）情感、态度与价值观通过知识的应用培养学生热爱科学的精神教学重点、难点带电粒子在匀强电场中的运动规律运用电学知识和力学知识综合处理偏转问题教学方法讲授法、归纳法、互动探究法教学手段多媒体课件、示波器教学活动（一）引入新课带电粒子在电场中受到电场力的作用会产生加速度使其原有速度发生变化．在现代科学实验和技术设备中常常利用电场来控制或改变带电粒子的运动。具体应用有哪些呢?本节课我们来研究这个问题．以匀强电场为例。（二）进行新课教师活动：引导学生复习回顾相关知识点（投影思考题）（1）牛顿第二定律的内容是什么?（2）动能定理的表达式是什么?（3）平抛运动的相关知识点。（4）静电力做功的计算方法。学生活动：结合自己的实际情况回顾复习。师生互动强化认识：（1）a=F合/m（注意是F合）（2）W合=△Ek=（注意是合力做的功）（3）平抛运动的相关知识（4）W=F·scosθ（恒力→匀强电场）W=qU（任何电场）1、带电粒子的加速教师活动：提出问题要使带电粒子在电场中只被加速而不改变运动方向该怎么办?（相关知识链接：合外力与初速度在一条直线上改变速度的大小；合外力与初速度成90°仅改变速度的方向；合外力与初速度成一定角度θ既改变速度的大小又改变速度的方向）学生探究活动：结合相关知识提出设计方案并互相讨论其可行性。学生介绍自己的设计方案。师生互动归纳：（教师要对学生进行激励评价）方案1：v0=0仅受电场力就会做加速运动可达到目的。方案2：v0≠0仅受电场力电场力的方向应同v0同向才能达到加速的目的。教师投影：加速示意图．学生探究活动：上面示意图中两电荷电性换一下能否达到加速的目的?（提示：从实际角度考虑注意两边是金属板）学生汇报探究结果：不可行直接打在板上。学生活动：结合图示动手推导当v0=0时带电粒子到达另一板的速度大小。（教师抽查学生的结果展示、激励评价）教师点拨拓展：方法一：先求出带电粒子的加速度：a=再根据vt2-v02=2ad可求得当带电粒子从静止开始被加速时获得的速度为：vt=方法二：由W=qU及动能定理：W=△Ek=mv2-0得：qU=mv2到达另一板时的速度为：v=.深入探究：（1）结合牛顿第二定律及动能定理中做功条件（W=Fscosθ恒力W=Uq任何电场）讨论各方法的实用性。（2）若初速度为v0（不等于零）推导最终的速度表达式。学生活动：思考讨论列式推导（教师抽查学生探究结果并展示）教师点拨拓展：（1）推导：设初速为v0末速为v则据动能定理得qU=mv2-mv02所以v=（v0=0时v=）方法渗透：理解运动规律学会求解方法不去死记结论。（2）方法一：必须在匀强电场中使用（F=qEF为恒力E恒定）方法二：由于非匀强电场中公式W=qU同样适用故后一种可行性更高应用程度更高。实例探究：课本例题1第一步：学生独立推导。第二步：对照课本解析归纳方法。第三步：教师强调注意事项。（计算先推导最终表达式再统一代入数值运算统一单位后不用每个量都写只在最终结果标出即可）过渡：如果带电粒子在电场中的加速度方向不在同一条直线上带电粒子的运动情况又如何呢?下面我们通过一种较特殊的情况来研究。2、带电粒子的偏转教师投影：如图所示电子以初速度v0垂直于电场线射入匀强电场中．问题讨论：（1）分析带电粒子的受力情况。（2）你认为这种情况同哪种运动类似这种运动的研究方法是什么?（3）你能类比得到带电粒子在电场中运动的研究方法吗?学生活动：讨论并回答上述问题：（1）关于带电粒子的受力学生的争论焦点可能在是否考虑重力上。教师应及时引导：对于基本粒子如电子、质子、α粒子等由于质量m很小所以重力比电场力小得多重力可忽略不计。对于带电的尘埃、液滴、小球等m较大重力一般不能忽略。（2）带电粒子以初速度v0垂直于电场线方向飞入匀强电场时受到恒定的与初速度方向成90°角的作用而做匀变速曲线运动类似于力学中的平抛运动平抛运动的研究方法是运动的合成和分解。（3）带电粒子垂直进入电场中的运动也可采用运动的合成和分解的方法进行。CAI课件分解展示：（1）带电粒子在垂直于电场线方向上不受任何力做匀速直线运动。（2）在平行于电场线方向上受到电场力的作用做初速为零的匀加速直线运动。深入探究：如右图所示设电荷带电荷量为q平行板长为L两板间距为d电势差为U初速为v0．试求