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视频标签：带电粒子,电场中的运动
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视频课题：人教版高中物理选修3-1第一章第九节带电粒子在电场中的运动- 天津市优课
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人教版高中物理选修3-1第一章第九节带电粒子在电场中的运动- 天津市优课
《带电粒子在电场中的运动》教学设计
一、任务分析
1、内容分析：本节课要学的内容带电粒子在电场中的运动规律指的是分析解决加速和偏转方向的问题，其核心是加速和偏转方向的问题。
2、课标分析：本节课选自于普通高中课程标准实验人民教育出版社出版的新课标物理选修3-1，它是高中物理有史以来的第一次课改，在课改过后它是从学生的角度出发，它的每一个模块在这节课中占有很重要的地位。
3、教材分析：这节课是选修3-1第一章中的第九节，所以在引入新的知识的时候，我们又要用到前面的知识，是前面知识的应用，同时又由于它还与电学有密切的联系,所以在本学科有重要的地位，并有一定的作用,是本学科的核心内容。 二、对象分析
对象心理分析：学生在强烈兴趣（视频引入）的驱使下，利用已有知识进行新规律的探究，既有挑战性，也有成就感。同时在见到新的模型，又有一定的害怕心理。 知识和能力分析：学生熟悉自由落体运动规律；理解粒子在电场中的受力特征和功能关系；平时教学中，注重“猜想－模型分析－自己总结经验”学生已经具备这样的能力。 三、设计思想
本节课主要采用讲授法的教学方法，以教师为主导，学生为主体，思维训练为主线，通过实验演示创设物理情景，激发学生兴趣，同时也利于老师讲解和学生的接受。通过恰当的问题设置和类比方法的应用，点拨了学生分析问题方法和思路。引导学生进行分析,讨论,归纳,总结,使学生动口,动脑,动手,亲身参与 获取知识,提高学生的综合素质。本堂课的教学内容是带电粒子在电场中的加速、偏转，其中先复习回顾了本章的重点公式，以及物体运动形式的分类和条件。主要以课上板书的形式，引导学生独立思考、推导带电粒子在加速电场中运动形式，末速度，再以该速度进入偏转电场，分析带电粒子的运动形式——平抛运动，结合复习曲线运动的分析方法，化曲为直，分解成水平竖直两个方向的分运动，再根据运动学方程写出加速度a、运动时间t，飞出电场时的侧移量y,
以及末速度与水平方向的夹角——速度偏转角正切值。综合分析最后两个物理量的决定式，总结规律：同种电荷的粒子（不计重力）经过同一加速电场，再经过同一偏转电场，粒子运动轨迹相同。再分析最后两个物理量之间的关系，不难得到侧移量与速度偏转角正切值的关系，得出粒子的运动轨迹好像是从偏转电场中点沿末速方向直线飞出。 四、教学目标
1、学会用动能定理处理带电粒子在电场中的加速问题。 2、会用平抛运动的处理方法分析带电粒子在电场中的偏转。 3、巩固力学中解决动力学问题的基本方法。 五、重点难点
重点：带电粒子在电场中的加速和偏转规律。 难点：带电粒子在电场中的偏转问题和应用。 六、教学过程
带电粒子在电场中的运动——加速、偏转
复习一：静电场基本公式及其适用范围：
①求电场； ②求电势能； ③求电势； ④求电势差； ⑤求静电力做功。 E= ( ) EPA= ϕA= UAB= ( ) WEAB= ( ) E= ( ) EPA= ϕA= UAB= ( ) WEAB= ( ) E= ( ) UAB= ( ) 复习二：请填写运动性质的条件，并举例。
注意区分：
带电体：一般 重力。如带电小球、带电油滴、带电颗粒等，质量较大，处理问题时重力不能忽略．
带电粒子：一般 重力。如电子、质子、α粒子、离子等微观粒子，它们的重力远小于电场力，处理问题时可以忽略它们的重力。 一、带电粒子的加速
1、在真空中有一对平行金属板，由于接在电池组上而带电，两板间的电势差为
U1，若一个质量为m、带正电荷q的质子，在电场力的作用下由静止开始从正极
板向负极板运动，板间距为d1。
(1)带电粒子在电场中受哪些力作用？重力能否忽略不计？ (2)粒子在电场中做何种运动？ (3)计算粒子到达负极板时的速度v0？
二、带电粒子的偏转
2、如图所示，两平行板间存在方向竖直向下的匀强电场，将上一题中的质子以速度v0水平射入两极板间。 (1)粒子受力情况怎样？做什么性质的运动？
(2)若板长为L，板间电压为U2，板间距为d，粒子质量为m，电荷量为q，求粒子的加速度和通过电场的时间。
(3)当粒子离开电场时，粒子水平方向和竖直方向的速度分别为多大？合速度与初速度方向的夹角θ的正切值为多少？
(4)粒子沿电场方向的偏移量y为多少？(5)速度的偏转角与位移和水平方向的夹角是否相同？
(6)质子在偏转运动过程中动能的增量是多少？
(7)第一秒，第二秒，第三秒内动能增量之比为：
3、当质子离开偏转电场以后，在右侧相距L1处加一光屏承接粒子，求此时的侧移量为多少？
三、习题训练
练习1：①若氢核（ ）
、氘核（ ）、氚核（ ）三种粒子由静止出发经过同一电场加速，再经过同一电场偏转后，侧移量之比=？速度偏转角什么关系？
②若氕、氘、氚三种粒子以相同的速度射入偏转电场,飞出时侧移y之比 =？
③若氕、氘、氚以相同的动能射入偏转电场,飞出时侧移y之比 =？
练习2：如图所示,竖直放置的一对平行金属板间的电势差为U1,水平放置的一对平行金属板间的电势差为U2. 一电子由静止开始经U1加速后,进入水平放置的金属板间,刚好从下板边缘射出.不计电子重力.下列说法正确的是( )
H11H2
1H31
A.增大U1,电子一定打在金属板上 B.减少U1,电子一定打在金属板上 C.减少U2,电子一定能从水平金属板间射出 D.增大U2,电子一定能从水平金属板间射出
练习3：如图所示，有三个质量相等，分别带正电，负电和不带电的小球，从上、下带电平行金属板间的P点.以相同速率垂直电场方向射入电场，它们分别落到A、B、C三点，则 （ ）
A.A带正电、B不带电、C带负电 B.三小球在电场中运动时间相等 C.在电场中加速度的关系是aC>aB>aA D.到达正极板时动能关系EA>EB>EC
练习4：如图,电容器和电源连接后再与电源断开.带电粒子以平行于极板的速度从左侧中央飞入匀强电场,恰能从右侧擦极板边缘飞出电场,(重力不计), 若粒子的初动能变为原来的2倍,而仍能擦极板边缘飞出,可采取的措施为： A、将两板的长度变为原来的2倍 B、将板间距离变为原来的一半 C、将两板的电压变为原来的2倍 D、以上措施均不对
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