1、山东省优质课比赛导学案 第 1 页 共 5 页 y O x v0 v vy vx 带电粒子在电场中的运动导学案带电粒子在电场中的运动导学案 授课授课人人：宋宏亮：宋宏亮 一、学习目标：一、学习目标： （一）知识与技能（一）知识与技能 1 1理解并掌握带电粒子在电场中加速和偏转的原理。理解并掌握带电粒子在电场中加速和偏转的原理。 2 2能用牛顿运动定律或动能定理分析带电粒子在电场中加速和偏转。能用牛顿运动定律或动能定理分析带电粒子在电场中加速和偏转。 （二）过程与方法（二）过程与方法 1 1分析如何利用电场使带电粒子速度大小改变即加速。分析如何利用电场使带电粒子速度大小改变即加速。 2 2分析如
2、何利用电场使带电粒子速度方向改变而发生偏转。分析如何利用电场使带电粒子速度方向改变而发生偏转。 3 3体验类比平抛运动，运用分解的方法处理曲线运动。体验类比平抛运动，运用分解的方法处理曲线运动。 4 4归纳用力学规律处理带电粒归纳用力学规律处理带电粒子在电场中运动的常用方法。子在电场中运动的常用方法。 （三）情感、态度和价值观（三）情感、态度和价值观 1 1感受从能的角度，用动能定理分析解答问题的优点。感受从能的角度，用动能定理分析解答问题的优点。 2 2进一步养成科学思维的方法。进一步养成科学思维的方法。 二、温故知新：二、温故知新： 1 1、曲线运动的研究方法：、曲线运动的研究方法： 。在
3、研究平抛运动时，我们把平抛运动分。在研究平抛运动时，我们把平抛运动分 解为：水平方向的解为：水平方向的 和和 竖直方向的竖直方向的 。 平抛运动的规律：平抛运动的规律： 水平方向：水平方向：V VX X= = , ,a aX X= = ,X= ,X= . . 竖直方向：竖直方向：V Vy y= = ,a,aY Y= = , ,y= y= . . 速度偏转速度偏转角的正切角的正切: : tan= = . . 位移偏转角的正切：位移偏转角的正切：tantan= = . . 2 2、 静电力做功、 静电力做功 W W 和电势差和电势差 U U 的关系式：的关系式： 。 此公式是否适用于非匀强电场？此
4、公式是否适用于非匀强电场？ 在什么在什么电场中电场中, ,可以可以用用功的定义式功的定义式 W=FscosW=Fscos求电场力做功求电场力做功? ?为什么？为什么？ 3 3、通过课本第、通过课本第 7 7 页的例题页的例题 1 1，你能得到什么结论？，你能得到什么结论？ 三、合作探究：三、合作探究： 【合作探究合作探究 1 1】 ：】 ：带电粒子的加速带电粒子的加速： 问题问题 1 1 ：在真空中有一对在真空中有一对间距为间距为 d d 的的平行金属板平行金属板，两板间电场看做匀强电场，两板间电场看做匀强电场，由于接到，由于接到 电池组上而带电，两板间的电势差为电池组上而带电，两板间的电势差
5、为 U U。若一个。若一个电电子子( (质量为质量为 m m，电量为，电量为- -e)e)，由静止开始，由静止开始加加 速，速，从从一个一个极板极板到达另一个到达另一个极板极板时时，速度，速度是多大？是多大？ 方法方法 1 1、 运动学结合牛顿定律、 运动学结合牛顿定律 方法方法 2 2、 动能定理、 动能定理 （求功的方法（求功的方法? ?） v U U d -e 山东省优质课比赛导学案 第 2 页 共 5 页 问题问题 2 2 ：炽热的金属丝可以发射电子。在金属丝和金属板之间加以电压炽热的金属丝可以发射电子。在金属丝和金属板之间加以电压 U U0 0，发射出的电子，发射出的电子 在真空中加
6、速后，从金属板的小孔穿出。电子穿出时的速度有多大？设电子刚刚离开金属丝在真空中加速后，从金属板的小孔穿出。电子穿出时的速度有多大？设电子刚刚离开金属丝 时的速度为时的速度为 0.0.( (请尝试心算！请尝试心算！) ) 【合作探究合作探究 2 2】 ：带电粒子的】 ：带电粒子的偏转偏转 问题问题 3 3 ：如图所示，如图所示，一个电子一个电子（质量为（质量为 m m，电量为，电量为- -e e）垂直于电场线垂直于电场线方向射入电场中，方向射入电场中，两两 板间的电场看做匀强电场板间的电场看做匀强电场，假定电子最终能从极板中飞出。，假定电子最终能从极板中飞出。请思考讨论以下问题：请思考讨论以下问
7、题： （1 1） 请请分析该电子的受力情况，大致做出该电子在极板间的运动轨迹。分析该电子的受力情况，大致做出该电子在极板间的运动轨迹。 （2 2） 你认为该电子的运动与那种运动相似？这种运动的研究方法是什么？你认为该电子的运动与那种运动相似？这种运动的研究方法是什么？ （3 3） 你能类比得到电子在该电场中运动的研究方法吗？你能类比得到电子在该电场中运动的研究方法吗？ 问题问题 4 4 ：如果已知：如果已知：金属板的长度为金属板的长度为 L L，间距，间距为为 d,d,极板间电压的极板间电压的大小大小为为 U U。电子射入电场电子射入电场 时 的 速 度 为时 的 速 度 为 V V0 0。
8、请 同 学 们 类 比 平 抛 运 动请 同 学 们 类 比 平 抛 运 动 的 研 究 方 法 小 组 合 作 完 成 以 下 问 题的 研 究 方 法 小 组 合 作 完 成 以 下 问 题 ： （1 1）电子运动的加速度）电子运动的加速度 a a； （2 2）电子在偏转电场中运动的时间电子在偏转电场中运动的时间 t t； （3 3）电子射出极板时的速度电子射出极板时的速度 V V; ; 编题编题比赛： （比赛规则：比赛： （比赛规则：编题并编题并求解求解，限时限时 3 3 分钟）分钟） + + + + + + + + - - - - - - - - Y Y/ V0 U0 V0 + + +
9、 + + + + + - - - - - - - V0 Vy V y 山东省优质课比赛导学案 第 3 页 共 5 页 问题问题 5 5质子质子( (质量为质量为 m m、电量为、电量为 e)e)和二价氦离子和二价氦离子( (质量为质量为 4m4m、电量为、电量为 2e)2e)以相同的初动能以相同的初动能 垂直射入同一偏转电场中，离开电场后，它们的偏转角正切之比为垂直射入同一偏转电场中，离开电场后，它们的偏转角正切之比为 ，偏转，偏转位移位移 之比为之比为 。 类比这个问题，你还能想到什么问题？类比这个问题，你还能想到什么问题？ 问题问题 6 6 ： ：如果如果电子电子的速度的速度 V V0 0
10、是在电势差为是在电势差为 U U0 0的加速电场中从静止开始加速获得的。偏转的加速电场中从静止开始加速获得的。偏转 位移位移 y y 及偏转角的正切值及偏转角的正切值 tan n的表达式怎样？请的表达式怎样？请尝试推导，并讨论这种情况下偏转位移尝试推导，并讨论这种情况下偏转位移 y y 及偏转角的正切值及偏转角的正切值 tan n与哪些因素有关？与哪些因素有关？ 课后巩固练习：课后巩固练习：1 1、如图所示，在如图所示，在 P P 板附近有一电子由静止开始向板附近有一电子由静止开始向 Q Q 板运动，则关于电子在两板运动，则关于电子在两 板间的运动情况，下列叙述正确的是：板间的运动情况，下列叙
11、述正确的是：( )( ) A.A.两板间距越大，加速的时间越长两板间距越大，加速的时间越长 B.B.两板间距离越小，加速度就越大，则电子到达两板间距离越小，加速度就越大，则电子到达 Q Q 板时的板时的速度就越大速度就越大 C.C.电子到达电子到达 Q Q 板时的速度与板间距离无关，仅与加速电压有关板时的速度与板间距离无关，仅与加速电压有关 D.D.电子的加速度和末速度都与板间距离无关电子的加速度和末速度都与板间距离无关 2 2、质量为、质量为 m m、带电量为、带电量为 q q 的粒子以初速度的粒子以初速度v v从中线垂直进入偏转电场，刚好离开电场，它在从中线垂直进入偏转电场，刚好离开电场，
12、它在 离开电场后偏转角正切为离开电场后偏转角正切为 0.50.5，则下列说法中正确的是，则下列说法中正确的是 A A、如果偏转电场的电压为原来的一半，则粒子离开电场后的偏转角正切为、如果偏转电场的电压为原来的一半，则粒子离开电场后的偏转角正切为 0.250.25 B B、如果带电粒子的比荷为原来的一半，则粒子离开电场后的偏转角正切为、如果带电粒子的比荷为原来的一半，则粒子离开电场后的偏转角正切为 0.250.25 C C、如果带电粒子的初速度为原来的、如果带电粒子的初速度为原来的 2 2 倍，则粒子离开电场后的偏转角正切为倍，则粒子离开电场后的偏转角正切为 0.250.25 D D、如果带电粒
13、子、如果带电粒子的初动能为原来的的初动能为原来的 2 2 倍，则粒子离开电场后的偏转角正切为倍，则粒子离开电场后的偏转角正切为 0.250.25 V0 U0 + + + + + + + - - - - - - - V0 Vy V y 山东省优质课比赛导学案 第 4 页 共 5 页 四、重难点知识总结：四、重难点知识总结： 五、学情自评：五、学情自评： 在这一节课上，我遇到的困难：在这一节课上，我遇到的困难： （困难是暂时的，坚持是到达成功最近的路程。 ）（困难是暂时的，坚持是到达成功最近的路程。 ） 在课下我在课下我要要努力解决的问题：努力解决的问题： （有问题不（有问题不去去解决才是真正的问题解决才是真正的问题。 ） 今天我有哪些进步？我想对自己说的话：今天我有哪些进步？我想对自己说的话：( (明天我应该有个更高的目标！明天我应该有个更高的目标！) ) 六、课后作业：六、课后作业： （1 1）整理今天所学重难点知识，完成课后）整理今天所学重难点知识，完成课后巩固练习巩固练习题；题； （2 2）根据今天所学知识预习示波管的原理。）根据今天所学知识预习示波管的原理。 山东省优质课比赛导学案 第 5 页 共 5 页 老师寄语：全力以赴的努力会让你的每一天都老师寄语：全力以赴的努力会让你的每一天都有不一样的精彩！加油！有不一样的精彩！加油！
