带电粒子在电场中的运动

《带电粒子在电场中的运动》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、高二年级物理备课组1.9带电粒子在电场中的运动（人教版选修3-1）一、教学目标【知识与技能】1．学习运用静电力、电场强度等概念研究带电粒子在电场中运动时的加速度、速度和位移等物理量的变化。2．学习运用静电力做功、电势、电势差等概念研究带电粒子在电场中运动时能量的转化。3.了解示波管的工作原理，体会静电场知识对科学技术的影响。【过程与方法】经历理论探究过程，体验应用类比学习的知识法和通过做功研究能量变化的方法。【情感态度与价值观】通过学习，树立相互联系、相互影响的看待事物的的观点。了解电场规律在科学技术中的应用。二、教学重点、难点【教学重点】:带电粒子在电场中的加速和偏转。【教学难点】:综

2、合利用力学、电学知识分析带电粒子在电场中的加速和偏转问题。三、教学用具电子流偏转仪示波器四、教学过程【新课引入】在前面学习静电场性质的基础上，本节学习处理带电粒子在电场中运动的问题。视频电子流的运动播放视频，引入新课。（设计意图：通过新奇的场景，吸引学生的注意力，激发学生的学习兴趣。）要实现电子的运动，首先要学会利用电场改变或控制带电粒子的运动。其中最基本、最简单的就是使带电粒子在电场中加速和偏转。【板书】带电粒子在电场中的运动【新课教学】一、带电粒子的加速要想让电子“翩翩起舞”，先要让它运动起来。在现代科学实验和技术设备中，常常利用电场来改变或控制带电粒子的运动。利用电场使带电粒子加速

3、，利用电场使带电粒子偏转，就是两种最简单的情况。阅读情境一，完成问题一。【情境】“电子之舞”中的电子要“动”5高二年级物理备课组起来，是通过一个加速电场来完成的。两极板间的电场是匀强电场，电压为U，距离为d，一个电子电荷量为e，质量为m，在真空中从静止开始加速，从负极板向正极板运动，从正极板的小孔穿出。(不计电子的重力)【问题一】：电子的运动性质是什么？计算电子到达正极板时的速度大小？电子受到的电场力是恒力，做匀加速的直线运动。计算方法一：电子在电场中受电场力，由牛顿第二定律得由运动学公式可得计算方法二：电场力对电子做功，由动能定理可得【问题二】：若电子是从炽热的金属丝发射，在金属丝和金

4、属板之间加电压U，发射后的电子在真空中从静止开始加速，从右侧金属板的小孔穿出，计算电子获得的速度？如何增大上述电子到达正极板的速度？提出问题：（1）请同学们特别注意，这两个电场相同吗？第一个问题是匀强电场，电场力是恒力；第二个问题是非匀强电场，电子受的力是变力。问题一中，两块金属板是平行的，两板板的电场是匀强电场。问题二中两板板是不是平行板板，中间的电场也不再均匀，上面的结果是否仍然适用？为什么？（2）用什么方法来解决？动力学的方法不能用了，动能定理仍然可以。计算方法与问题一中方法二相同：可得通过求解的结果可知，增大加速电压U就可增大电子的速度。5高二年级物理备课组粒子加速后的速度与加速

5、电压有关此式也适用于不是匀强电场的情况二、带电粒子的偏转【情境】：“电子之舞”中的电子要“跳”起来，是通过一个偏转电场实现的，如图所示。电子经加速电场加速后，以一定速度v0垂直于电场方向射入匀强电场中，两极板长度为l，极板距离为d，电压为U（电子电荷量为e，质量为m，不计重力）设置物理情境，引入研究的问题。【问题】：计算电子飞出电场时沿垂直于板面方向偏移的距离y和偏转的角度θ.【思考讨论】：（1）进入匀强电场后电子做什么运动？（2）这种运动与那种运动相似？尝试画出运动轨迹。（3）你能否通过类比得到这种运动的研究方法？电子做曲线运动，与平抛运动相似，轨迹向电场力的方向弯曲。电子在电场中偏转

6、的照片介绍并总结：把电子的运动分成平行于板面方向的分运动，和沿垂直于板面方向的分运动。平行于板面方向不受外力，做匀速直线运动，位移大小等于l。垂直于板面方向，受电场力，做初速度为零的匀加速直线运动，加速度大小由电场力提供。用这种研究方法完成物理情境中的问题。解：电子在电场中受电场力，由牛顿第二定律得在竖直方向上在水平方向上由以上三式可得电子在竖直方向上的速度5高二年级物理备课组由几何关系【思考讨论】：（1）怎样改变电子偏移的距离？可以改变U、d、l、v0（2）以上探讨的是电子在竖直方向发生偏转的问题，怎样让电子在水平方向偏转？竖直放置两块金属板，加偏转电压。前面两种控制电子运动的方法组合

7、在一起，就是示波管的工作原理。三、示波管的原理有一种电子仪器叫示波器，可以用来观察电信号随时间变化的情况。示波器的核心部件是示波管，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，管内抽成真空。电子枪的作用是产生高速飞行的一束电子。前面问题二实际上就是电子枪的原理。这是一种常见的示波器，可用来观察电信号随时间的变化情况．【介绍示波管的构造】由电子枪、偏转电极、荧光屏组成。思考讨论以下问题：（1）如果在偏转电极XX’、上不加电压，电子如何运动？（2