带电粒子在电场中的运动习题课

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1、带电粒子在电场中的运动习题课三门中学叶美莲一、设计思路带电粒子在电场中受到电场力的作用。电场力做功与路径无关，本节内容延续了之前学习的动力学和功能关系的基础上，研究带电粒子在电场中的两个相关问题（动力学问题和能量问题）。本节课着重分析带电粒子在电场中的几种运动（匀变速直线运动，匀变速曲线运动，圆周运动），设计的知识有静电场力和能的性质、牛顿运动定律、动能定理、运动的合成和分解等内容。所学的习题需要典型，同时也要体现一定的层次性，难度由易到难。想通过三个习题对应的三个运动，总结出带电粒子在电场中运动的相关策略，审题过程中朝引的方向，受力分析、运动分析、及其规律的选择。

2、抓住电场力的特点与重力的相似，采取等效的思想，类比在物体在重力场的运动，起到化陌生模型为熟悉的模型，有助于解答。通过本节内容的学习，加深对力、电知识的理解，有利于培养学生用物理规律解决实际问题的能力，同时也为以后学习带电粒子在磁场中的运动打下基础。二、前期分析电场是电学的基本知识，是学好电磁学的关键。带电粒子在电场中的运动是本章知识的重要应用之一，是力学知识和电学知识的综合。在学科教学指导意见和考试说明中都把该内容列为理解并掌握的内容，也是高考必考内容之一。学生已有的知识框架：1.力学中的相关处理方法：（1）采用运动和力的观点:牛顿第二定律和运动学知识求解；（2）采

3、用功能方法来解答相关问题。2.了解类比和建模等科学方法的应用。3.在匀强电场中的电场力是恒力，电场力做功与路径无关，只与初末状态的电势差有关，电场力做功引起粒子电势能的改变，这些性质与重力的特征相似，所以在电场中的运动我们可以采用类比相似的方法来学习。学生学习一些新的运动，需要有原有的知识为基础，前后知识联系越紧密，越容易为教学提供比较清晰的知识线索，确保学生在学习上的循序渐进。我们要通过典型题目的训练和讲解，培养学生良好的思维品质，使学生模型明确，思路清晰，合理利用物理规律解决物理问题。重点：带电粒子在电场中的加速和偏转规律。难点：总结出带电粒子在电场中运动的解答

4、策略。三、教学目标（一）知识与技能1．了解带电粒子在电场中的运动——只受电场力，带电粒子做匀变速运动。2．重点掌握初速度与场强方向垂直的带电粒子在电场中的运动(类平抛运动)。3．掌握在电场中做圆周运动的解答策略（二）过程与方法培养学生综合运用力学和电学的知识分析解决带电粒子在电场中的运动。（三）情感态度与价值观1．渗透物理学方法的教育：运用理想化方法，突出主要因素，忽略次要因素，不计粒子重力。2．培养学生综合分析问题的能力，体会物理知识的实际应用。4四、教学过程:（一）开门见山的引入本节课学习带电粒子在电场中的运动。在电场中比较典型的运动有：匀变速直线运动，类平抛运

5、动和圆周运动。带电粒子在电场中的运动曲线匀变速曲线（类平抛）圆周运动直线匀速直线匀变速直线（二）抛砖引玉对于学习，“有法则活，有法则通”，我们一起来研究和归纳一下带电粒子在电场中三种运动的解答策略。例1：（多过程的匀变速直线运动）如图所示，水平放置的A、B两平行板相距h，上板A带正电，现有质量为m、带电荷量为＋q的小球在B板下方距离B板为H处，以初速度v0竖直向上从B板小孔进入板间电场．(1)带电小球在板间做何种运动?(2)欲使小球刚好打到A板，A、B间电势差为多少？审题建议：1.对象过程选择；2.初始状态、受力分析；3.“刚好”的意义是什么4.规律选择。展示学生成

6、果：把学生的解答过程进行投影，评价学生的受力图、运动图及其所采取的规律。教师归纳要点深化：1.粒子的重力考虑与否2.电场中动力学问题的考查（涉及几个运动过程，不同过程的受力如何，针对不同阶段确定相应的规律）3.电场中能量问题的考查（重力做功对于着重力势能的变化，电场力做功对应着电势能的变化）师生共同总结：带电粒子在电场中的运动，是对之前在力学中的延续和拓展，同样需要受力分析和运动过程分析，对于多过程的匀变速直线运动可以采取动能定理进行解答。例2：（类平抛运动）4如图所示，阴极A受热后向右侧空间发射电子，电子质量为m，电荷量为e，电子的初速率有从0到v的各种可能值，且

7、各个方向都有。与A极相距的地方有荧光屏B，电子击中荧光屏时便会发光。若在A和B之间的空间里加一个水平向左、与荧光屏面垂直的匀强电场，电场强度为E，求B上受电子轰击后的发光面积。审题建议：1.对象、过程选择；2.初始状态、受力分析；3.如何理解发光面积。4.确定解题规律展示学生解答成果，指出学生的相应问题，提供一定的解答策略。出题意图：分析学生的原有认知。学生脑海中的类平抛往往是初速度水平，受到竖直方向的电场力，这样的处理方法学生很熟练，水平方向匀速，竖直方向初速度为零的匀变速。本题本质就是类平抛，只不过竖直方向匀速，水平方向为匀变速直线运动，学生往往很难接受，在