9.《带电粒子在电场中的运动》教学设计
带电粒子在电场中的运动一、教材分析带电粒子在电场中的运动问题是物理电学中的重点、难点,它涉及到带电粒子在电场中的受力分析,能量转化,运动合成与分解等诸多知识点,通过对本节知识的学习,学生能够把电场知识和牛顿定律、动能定理、运动的合成与分解等力学知识有机地结合起来,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。
教材是通过问题探究和例题的形式来研究带电粒子的加速和偏转问题,教材先从能量角度入手研究了带电粒子在电场中的加速,然后又从分析粒子受力情况入手,类比重力场中的平抛运动,研究了带电粒子在匀强电场中的偏转问题。
二、教学目标1.知道带电粒子在电场中受力情况。
2.会用动能定理和牛顿运动定律计算带电粒子在电场中的加速问题。
3.会利用运动合成与分解分析解决带电粒子的偏转问题,会计算偏转距离和偏转角度。
4.通过带电粒子的加速和偏转的推导过程,理解研究粒子 在电场中运动的处理方法。
三、教学过程(一)演示实验,导入新课1.出示示波器(如图1),说明示波器的作用。
2.介绍示波器的主要结构:示波管(如图2),其显示屏是一个荧光屏。
3.打开示波器,使荧光屏上出现一亮斑,改变亮斑的亮度及位置,再使荧光屏上出现一正弦曲线,如图3甲、乙、丙、丁,说明示波器上的亮斑是电子打在荧光屏上而产生的。
甲 乙 丙 丁图1图2(亮斑位于原点) (亮斑在x 正半轴) (亮斑在第三象限) (形成正弦曲线)图34.提出问题:示波管电子来自哪里?它怎么会运动?它为什么会打在不同的位置上?它为什么会出现一条曲线?由此引入新课。
【设计意图】故设悬念,激发学生对电子(带电粒子)运动的探究欲。
(二)带电粒子的加速问题问题1:打在显像管屏幕上的电子来自哪里? 这是一个简单的问题。
炽热的金属可以发射出电子,这叫热电子。
一般金属在温度高于1000℃左右时,就会向外发射出大量的电子。
所以,只要给一个灯丝加热,就可以让灯丝变成炽热,而向外发出电子。
由此,在图1上作补充,得图4。
问题2:灯丝发射出来的电子一般都聚焦在灯丝附近,(这些电子还会阻碍灯丝继续发出热电子)怎样使发出的电子离开灯丝并获得很大的速度?(1)教师将问题转化(考虑更为一般的问题):如何对带电粒子加速?并让学生分组讨论。
(2)教师提示学生考虑: ①用什么样的电场加速?——都可以,先考虑用简单的电场,即匀强电场,可以从平行板电容器两板间获得,如图5。
②重力是否要考虑?教师给出具体数值:电子质量m =0.9×10-30 kg,电量e=1.6×10-19 C,设电场强度E=2.5×103 V/m,由学生计算。
因重力远远小于粒子的电场力,故重力可以忽略不计。
教师进一步指出一般而言微观粒子如电子、质子等除有明确说明和明确暗示外,不记重力,但并不能忽略质量。
一般而言带电液滴、小球等除有明确说明和明确暗示外,应该考虑重力。
③带电粒子有没有初速度?带电粒子可能有初速度,但先从简单的运动——初速度为零的情形入手。
(3)学生推导图4图5方法一:先求出带电粒子的加速度:a =mdqU再根据:v t 2-v 02=2ad 得速度为:v t =mqUd mdqU22=⨯⨯方法二:由W=qU 及动能定理: qU=21mv 2得速度为: v=mqU2. 【设计意图】体现开始研究物理问题时的简单化原则:受力的简单化,运动的简单化。
(4)引导学生回顾:①评价两种解法:方法一适用匀强电场,且可进一步求出带电粒子的运动时间。
方法二对匀强电场和非匀强电场均适用,但要注意U 与粒子初末位置的对应。
②变化条件:若把两极板的距离增大,则到达的速度如何变化?加速时间如何变化? 由此得出:加速获得的末速度与加速电压有关,与时间无关。
虽然加速的时间变长了,但带电粒子受到的电场力和运动的加速度变小了。
③如果带电粒子具有初速度v 0,经电场加速后,得到的末速度为mqUv v 22+=。
(5)整合图4和图5,得出图6,完成热电 图6子发出后加速的任务。
[演示实验]:阴极射线管观察电子径迹(如图7)。
用此实验类比示波器中热电子加速过程,使学生设计的模型具体化。
图7【设计意图】培养学生能够独立设计模型,明确问题的处理分析方法,比较辨别各种方法的不同。
同时,让学生体会到:运用牛顿第二运动定律结合运动学公式和运用动能定理是处理带电粒子在电场运动的两种基本方法,两种方法各有所长,应根据问题实际,灵活选取。
· ·(三) 带电粒子的偏转问题问题3:从图8可见,经过加速的热电子通过小孔后只能打在屏幕的正中间,怎样使这个点偏离中央位置呢?(1)教师将问题转化(提出更一般的问题):如图9所示,如何使一个运动的带电粒子运动方向发生偏转?并让学生进行讨论?教师提示学生考虑: ①用什么电场偏转更好?——用一对分别带有正、负电荷的平行金属板形成的电场。
因为其中电场处处相等,更容易根据电场的强弱控制偏离的大小。
②金属板怎样放置较好?——金属板与带电粒子射入的方向平行更好,这样电场力的方向与粒子初速度的方向垂直。
于是 图8 图9 得到图8。
图10(3)回到示波管问题,应当在示波管内加一对平行金属板,如图所示10。
(4)师生共同解决问题:在真空放置一对平行金属板,板长为l ,板间距为d ,两板之间的电压为U ,一个电荷量为q 的正电荷沿平行于金属的方向以速度v 0射入电场。
求电荷射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。
启发引导学生讨论以下问题:①分析带电粒子的受力情况,作出受力示意图。
——受到恒定的电场力,重力可以忽略不计,受力示 图11+q v 0++q v 0-○○··○YY ’意图如图11所示。
②带电粒子在电场中做什么运动?这种情况同哪种运动类似,这种运动的研究方法是什么?——做曲线运动,与平抛运动类似,应采用运动分解的方法解决。
③对粒子的运动进行分解,沿哪两个方向分解? ——沿与金属板平行和垂直两个方向进行分解。
粒子在电场中的运动时间 t=0v L 加速度 a=mEq=qU/md 竖直方向的偏转距离 y=21at 2=.2)(2120220U dmv qL v L md Uq =⋅ 粒子离开电场时竖直方向的速度为 v y =at =v Lmd Uq 粒子离开电场时的偏转角度θ, tan θ=.arctan 202001U d mv qL U d mv qL v v =⇒=θ引导学生分别从公式的数学关系和物理的角度去分析y 与v 0和U 的关系,v 0增大偏转时间减小所以偏移量y 减少;而U 变化时改变加速从而改变y 。
【设计意图】创设平台,逐步引导学生通过问题支架的方法寻找问题的突破口,得出结论,同时让学生通过类比和比较感受类平抛问题的处理方法(5)引导学生进行回顾:①比较y ,tanθ的结果的相似性,可推出:2/tan L y=θ。
即速度反向延长线经过水平位移的中点,粒子从电场中射出位置与射出角度是一一对应的。
假设荧光屏到极板的距离为L ,求打在屏上偏离中心位置竖直位移Y ′.θtan 2⋅⎪⎭⎫⎝⎛+='L l Y②带电粒子的初速v 0是在前面的加速电压U 1下加速而来的,推算带电粒子偏移量y 和偏转角正切的表达式?(推演时启发学生对mv 02作整体因子代换)tanθ=d U UL12dUUlLlLlY122tan2⎪⎭⎫⎝⎛+=⋅⎪⎭⎫⎝⎛+='θ即粒子先经加速电场再射入偏转电场的情况下,偏转位移和偏转角度与两个电压值U、U1、板长L和两板间距d有关,而与电荷量无关。
引导学生讨论有什么办法增大粒子侧移量。
提问:当电压U随时间变化如图右时光斑如何变化,如果U随时间变化非常快呢?由于y∝U∝t,所以光斑随时间在屏幕布上做匀速移动,如果U随时间变化很快,由于荧光屏上的光亮会保持一段时间和人眼的视觉暂留现象,所以会显示出连续的线。
问题4:如果要使电子在水平方向也要偏转,示波管内还应该有什么装置(1)引导学生通过讨论得出:还需要加一对偏转电极,与原来的偏转电极相互垂直。
如图12所示。
图12(2)示波管就是因两个偏转电极上电压的变化,而使电子打到屏幕上的位置发生变化。
(3)如果两对偏转电极上分别加如图所示的电压,则在示波器的显示屏上出现什么图像。
图a 图b 图c在屏幕上出现的形状分别如下图·(4)请根据上题中图c和图d总结出要在示图波器上显示的波形就是Y输入的电压随时间变化图像,则x轴应加扫描电压如右图,而且扫描电压周期要满足一定关系。
这样由于Ux随时间是线性变化,而水平偏移量X随时间线性变化,可以用水平的距离表示是时间,可以显示Y输入端的电压图像。
这就是示波器的原理和应用。
带电粒子在电场中的运动》示范教案
带电粒子在电场中的运动》示范教案本节课将研究带电粒子在电场中的运动规律,并掌握加速和偏转方向的解决方法。
同时,了解示波管的构造和基本原理。
通过研究,培养学生的分析和推理能力,以及热爱科学的精神。
在匀强电场中,带电粒子受到电场力的作用会产生加速度,从而改变其原有速度。
利用电场可以控制或改变带电粒子的运动,这在现代科学实验和技术设备中得到广泛应用。
在引入新课的阶段,教师可以通过提问引导学生回顾相关知识点,如牛顿第二定律、动能定理、平抛运动和静电力做功的计算方法。
学生可以结合自己的实际情况进行复。
在研究带电粒子的加速时,教师可以提出问题,如如何使带电粒子在电场中只被加速而不改变运动方向。
学生可以结合相关知识进行探究,并提出设计方案进行讨论。
教师可以对学生进行激励评价,如方案1中仅受电场力就会做加速运动,可达到目的;方案2中电场力的方向应同速度方向才能达到加速的目的。
教师可以通过投影加速示意图进行说明。
教学方法可以采用讲授法、归纳法和互动探究法,教具可以使用多媒体课件。
本文介绍了学生在探究活动中对电荷电性交换加速的讨论和推导过程。
学生们通过实际角度考虑,结合图示动手推导,求出带电粒子从静止开始被加速时获得的速度为2qU/md。
教师点拨拓展了方法一和方法二的实用性,以及带电粒子在电场中的加速度方向不在同一条直线上时的运动情况。
最后,教师还提出了注意事项和一个例题进行实例探究。
在带电粒子的偏转方面,学生们讨论了电子以初速度v垂直于电场线射入匀强电场中的问题。
分析带电粒子的受力情况,对于基本粒子,重力可忽略不计。
带电粒子在电场中运动类似于平抛运动,可以采用运动的合成和分解的方法进行研究。
当带电粒子以初速度v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。
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研究。
对于问题的求解,由于带电粒子在电场中运动受力仅有电场力,不考虑重力,故带电粒子做类平抛运动。
带电粒子在电场中的运动教案
一、教学目标1. 让学生了解带电粒子在电场中的受力特点和运动规律。
2. 使学生掌握电场强度的定义和计算方法。
3. 培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 带电粒子在电场中的受力分析。
2. 电场强度的定义及其计算公式。
3. 带电粒子在电场中的运动规律。
4. 电场力做功与电势能的关系。
5. 电场线及其特点。
三、教学重点与难点1. 重点:带电粒子在电场中的受力分析,电场强度的定义和计算方法,带电粒子在电场中的运动规律。
2. 难点:电场力做功与电势能的关系,电场线的绘制和理解。
四、教学方法1. 采用多媒体课件辅助教学,直观展示带电粒子在电场中的运动现象。
2. 利用物理实验,让学生亲身体验带电粒子在电场中的受力和运动。
3. 引导学生运用物理知识解决实际问题,提高学生的应用能力。
4. 采用分组讨论、互动提问等方式,激发学生的学习兴趣和思考能力。
五、教学过程1. 引入:通过展示电场现象,引导学生关注带电粒子在电场中的运动。
2. 讲解:讲解带电粒子在电场中的受力分析,电场强度的定义和计算方法,带电粒子在电场中的运动规律。
3. 实验:安排学生进行电场实验,观察带电粒子在电场中的受力和运动。
4. 应用:让学生运用所学知识解决实际问题,如计算带电粒子在电场中的受力和运动轨迹。
6. 作业:布置相关练习题,巩固所学知识。
7. 拓展:介绍电场在实际应用中的例子,激发学生的学习兴趣。
六、教学评价1. 评价学生对带电粒子在电场中受力分析的理解程度。
2. 评价学生对电场强度定义和计算方法的掌握情况。
3. 评价学生对带电粒子在电场中运动规律的应用能力。
4. 评价学生对电场力做功与电势能关系的理解。
5. 评价学生对电场线的绘制和理解的掌握程度。
七、教学资源1. 多媒体课件:用于展示带电粒子在电场中的运动现象和电场线的绘制。
2. 实验器材:用于进行电场实验,观察带电粒子在电场中的受力和运动。
3. 练习题库:用于巩固学生对所学知识的理解和应用。
带电粒子在电场中的运动教案
一、教学目标:1. 让学生了解带电粒子在电场中的基本概念和原理。
2. 使学生掌握带电粒子在电场中的运动规律。
3. 培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
二、教学内容:1. 电场的基本概念:电场、电场强度、电势等。
2. 带电粒子在电场中的受力分析:电场力、电场力与重力的合成。
3. 带电粒子在电场中的运动规律:直线运动、曲线运动。
4. 电场中的能量转化:电势能、动能、势能。
5. 电场中的守恒定律:电荷守恒定律、能量守恒定律。
三、教学重点与难点:1. 教学重点:带电粒子在电场中的受力分析、运动规律、能量转化。
2. 教学难点:带电粒子在复杂电场中的运动分析、能量转化计算。
四、教学方法:1. 采用多媒体教学,展示带电粒子在电场中的运动过程。
2. 利用物理实验,让学生直观地观察带电粒子在电场中的行为。
3. 引导学生运用物理知识解决实际问题,提高学生的实践能力。
五、教学安排:1. 第1课时:介绍电场的基本概念,电场强度、电势的定义。
2. 第2课时:讲解带电粒子在电场中的受力分析,电场力与重力的合成。
3. 第3课时:学习带电粒子在电场中的直线运动规律,如匀速直线运动、加速直线运动。
4. 第4课时:学习带电粒子在电场中的曲线运动规律,如圆周运动、螺旋运动。
5. 第5课时:探讨电场中的能量转化,电势能、动能、势能的变化。
六、教学安排(续):6. 第6课时:应用守恒定律分析电场中的粒子运动,电荷守恒定律和能量守恒定律的应用。
7. 第7课时:通过实例分析带电粒子在复杂电场中的运动,如非均匀电场、正负电荷间的相互作用。
8. 第8课时:练习题讲解,解决学生在作业中遇到的问题,巩固知识点。
9. 第9课时:开展小组讨论,探讨带电粒子在电场中运动的实际应用,如电子束聚焦、离子加速器等。
10. 第10课时:总结课程内容,进行课程复习,准备期末考试。
七、教学评价:1. 课堂提问:检查学生对带电粒子在电场中运动的理解程度。
2. 作业批改:评估学生对所学知识的掌握情况,纠正错误。
人教版(2019)高二年级物理教材必修三《带电粒子在电场中的运动》教学设计
带电粒子在电场中的运动一、教材内容和学情分析1.《带电粒子在电场中的运动》是高二学习了基础电场、电势差、电场力做功与电势能等内容之后再学习的拓展内容。
2.通过本节的学习,学生进一步理解力与运动、功与能的关系。
把电场概念与运动学,力学联系起来,学习运用运动的合成与分解、牛顿定律动、能定律解题,提高分析问题的能力、综合能力用、数学方法解决物理问题的能力。
3.在高考中,是重点内容。
要求学生有较高的综合解题的能力。
学生学习有一定难度,所以用匀强电场为例来讲解带电粒子在电场中的加速和偏转,且直选粒子初速度方向与电场方向平行和垂直两种情况。
二、教学目标(一)知识与技能1.会用动力学和能量的观点分析带电粒子在电场中的加速运动;2.掌握初速度与场强方向垂直的带电粒子在匀强电场中的偏转问题。
(二)过程与方法1.培养学生综合运用力学和电学知识分析解决带电粒子在电场中运动问题的能力;2.通过带电粒子在电场中偏转问题的学习,学会类比的研究方法。
(三)情感、态度与价值观1.了解带电粒子在电场中的运动在技术上的应用,体会物理与科技、生活的联系,激发学生的学习兴趣。
2.严密的演绎推理,感悟理论研究须具备严谨的科学态度和科学精神。
三、教学重点1.带电粒子在电场中的加速;2.带电粒子在匀强电场中的偏转。
四、教学难点带电粒子在匀强电场中的偏转。
五、教学用具示波器、示静电偏转阴极射线管、感应圈、高压直流电源、调压变压器、导线若干六、教学方法小组讨论、讲解、观察、互动探究、练习反馈七、教学过程【情境导入】以最新的科学技术发展为切入点,播放粒子对撞机介绍视频,让学生了解世界上最大的粒子加速器,强子对撞机,展示粒子对撞机对基础物理研究的重要作用,激发学生的求知欲望, 引出课题:带电粒子在电场中的运动。
【知识准备】1.带电粒子在电场中要受到哪些力的作用?答:带电粒子在电场中通常要受到重力和电场力2.对于象质子、电子、离子等带电微粒在电场中运动时,我们怎样处理它们的受力?答:质子、电子、离子等带电微粒所受重力一般远小于电场力,重力可以忽略。
沪科版高三物理下册《带电粒子在电场中的运动》教案及教学反思
沪科版高三物理下册《带电粒子在电场中的运动》教案及教学反思一、教学目标1.理解带电粒子在电场中的受力情况,掌握库仑定律的基本概念和计算方法。
2.掌握荷质比与电荷量之间的关系,理解带电粒子在电场中的运动轨迹。
3.能解决带电粒子在均匀电场、非均匀电场中的运动问题。
4.培养学生的实验观察能力,掌握测量带电粒子感应电场的方法。
二、教学内容1.带电粒子在电场中的受力情况2.库仑定律的基本概念和计算方法3.带电粒子在电场中的运动轨迹4.带电粒子在均匀电场中的运动问题5.带电粒子在非均匀电场中的运动问题6.测量带电粒子感应电场的方法三、教学方法1.讲授教学法——通过讲解理论知识,使学生掌握带电粒子在电场中的受力情况、轨迹、运动问题等基础知识。
2.案例教学法——通过实例讲解解决带电粒子在电场中的运动问题。
3.实验教学法——通过实验让学生掌握带电粒子感应电场的测量方法,提高实验观察力和操作能力。
4.讨论教学法——通过课堂讨论,提高学生思维能力,加深对概念的理解和掌握。
四、教学过程1.导入环节:通过实例、问题、图片等方式引导学生了解带电粒子在电场中的基本概念和受力情况。
2.理论教学:讲解库仑定律的基本概念和计算方法,引导学生掌握荷质比与电荷量之间的关系,理解带电粒子在电场中的运动轨迹。
3.案例教学:通过数字、图形等案例讲解解决带电粒子在均匀电场、非均匀电场中的运动问题。
4.实验教学:引导学生通过实验掌握测量带电粒子感应电场的方法,加深实验观察力和操作能力。
5.讨论教学:通过课堂讨论,引导学生思考带电粒子在电场中的受力情况、轨迹、运动问题等相关问题。
五、教学反思本次教学工作以理论教学为主,辅以案例教学和实验教学。
在教学过程中,我注重概念的理解和计算方法的掌握,通过实际案例的讲解,让学生进一步理解概念,掌握计算方法。
同时,在实验教学中,我注重提高学生的实验观察能力和操作能力,让学生通过实验掌握测量带电粒子感应电场的方法。
带电粒子在电场中的运动教案
带电粒子在电场中的运动一、教学目标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.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。
二、重点分析初速度与场强方向垂直的带电粒子在电场中运动,沿电场方向(或反向)做初速度为零的匀加速直线运动,垂直于电场方向为匀速直线运动。
三、主要教学过程1.带电粒子在磁场中的运动情况①若带电粒子在电场中所受合力为零时,即∑F=0时,粒子将保持静止状态或匀速直线运动状态。
例带电粒子在电场中处于静止状态,该粒子带正电还是负电?分析带电粒子处于静止状态,∑F=0,mg=Eq,因为所受重力竖直向下,所以所受电场力必为竖直向上。
又因为场强方向竖直向下,所以带电体带负电。
②若∑F≠0且与初速度方向在同一直线上,带电粒子将做加速或减速直线运动。
(变速直线运动)打入正电荷,将做匀加速直线运动。
打入负电荷,将做匀减速直线运动。
③若∑F≠0,且与初速度方向有夹角(不等于0°,180°),带电粒子将做曲线运动。
mg>Eq,合外力竖直向下v0与∑F夹角不等于0°或180°,带电粒子做匀变速曲线运动。
在第三种情况中重点分析类平抛运动。
2.若不计重力,初速度v0⊥E,带电粒子将在电场中做类平抛运动。
复习:物体在只受重力的作用下,被水平抛出,在水平方向上不受力,将做匀速直线运动,在竖直方向上只受重力,做初速度为零的自由落体运动。
物体的实际运动为这两种运动的合运动。
与此相似,不计mg,v0⊥E时,带电粒子在磁场中将做类平抛运动。
板间距为d,板长为l,初速度v0,板间电压为U,带电粒子质量为m,带电量为+q。
①粒子在与电场方向垂直的方向上做匀速直线运动,x=v0t;在沿电[1][2][3]下一页若粒子能穿过电场,而不打在极板上,侧移量为多少呢?②③注:以上结论均适用于带电粒子能从电场中穿出的情况。
《带电粒子在电场中的运动》高中物理教案
《带电粒子在电场中的运动》高中物理教案一、教学目标1.知识与技能:o理解带电粒子在电场中受到的电场力,知道电场力对带电粒子运动的影响。
o掌握带电粒子在匀强电场中的运动规律,包括直线运动和偏转运动。
o能够应用电场知识和牛顿运动定律分析带电粒子在电场中的运动问题。
2.过程与方法:o通过实验和模拟演示,让学生直观感受带电粒子在电场中的运动情况。
o引导学生通过分析和讨论,理解带电粒子在电场中运动的规律,并能应用于实际问题。
3.情感态度与价值观:o激发学生对电场和带电粒子运动的兴趣和好奇心。
o培养学生的物理直觉和逻辑推理能力,鼓励学生在科学探究中积极尝试。
二、教学重点与难点1.教学重点:带电粒子在匀强电场中的运动规律,包括直线运动和偏转运动。
2.教学难点:带电粒子在电场中的偏转运动,特别是侧移量和偏转角的计算。
三、教学准备1.实验器材:电场演示仪、带电粒子加速器模型、示波器等。
2.多媒体课件:包含带电粒子在电场中运动的模拟动画、实验演示视频、例题解析等。
四、教学过程1.导入新课o回顾电场和电场力的相关知识,引出带电粒子在电场中运动的主题。
o提问学生:“如果有一个带电粒子进入电场,它会受到怎样的影响?它的运动会发生怎样的变化?”2.新课内容讲解o带电粒子在电场中受到的电场力:根据电场强度的定义和库仑定律,推导带电粒子在电场中受到的电场力公式。
o带电粒子在匀强电场中的直线运动:分析带电粒子初速度与电场线方向相同和垂直两种情况下的直线运动规律。
o带电粒子在匀强电场中的偏转运动:通过类比平抛运动,讲解带电粒子在垂直于电场线方向上的匀速直线运动和沿电场线方向上的匀加速直线运动,进而推导侧移量和偏转角的计算公式。
3.实验探究o演示带电粒子在电场中的运动实验,让学生观察带电粒子的运动轨迹和偏转情况。
o引导学生分析实验数据,验证带电粒子在电场中运动的规律,并尝试计算侧移量和偏转角。
4.课堂练习与讨论o出示相关练习题,让学生运用所学知识分析带电粒子在电场中的运动问题,并进行计算。
带电粒子在电场中的运动教学设计
带电粒子在电场中的运动一、教学目标1.能运用牛顿运动定律及运动学公式研究带电粒子在电场中的运动。
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.掌握带电粒子在电场中加速和偏转问题的处理方法。
4.了解示波管的构造和基本原理。
二、教学重、难点重点:带电粒子在电场中的两种运动方式——加速和偏转。
难点:类平抛运动的分解。
三、教学用具多媒体设备,示波器。
四、相关资源《带电粒子在电场中的运动》视频资源、《示波器》图片等。
五、教学过程【课堂引入】教师播放视频:《带电粒子在电场中的运动》。
(插入视频《带电粒子在电场中的运动》)教师:通过视频我们看到医用电子直线加速器是放疗的重要器械,是对电子的直线加速。
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,只是其中一种简单的情况。
在这种情况中,带电粒子的速度方向与电场强度的方向相同或相反。
那么同学们知道带电的粒子是怎么被加速的吗?【新知讲解】一、带电粒子在电场中的加速教师展示图片示波器,同时拿出实物示波器给学生观察。
教师讲解:同学们看这就是一个给带电粒子加速的装置,它叫示波器。
示波器不但能给带电粒子加速,还能让带电粒子发生偏转。
在讲带电粒子加速之前,我们先给带电粒子来分分类。
带电粒子一共分为两类,一类是带电微粒,比如带电小球、液滴、尘埃等,这些宏观的微粒都要考虑它本身的重力;另一类是基本粒子,如电子、质子、α粒子、正负离子等,这些离子受到的重力和电场力相比小得多,一般都不考虑重力,但是不能忽略质量。
教师:下面我们来讲带电粒子在电场中的加速问题,我们知道带电粒子在电场中会受到力的作用,正电荷受力方向沿电场线方向,负电荷受力方向逆电场线方向。
我们给出如图所示的一个电场,A 板带正电荷、B 板带负电荷,在A 、B 两板之间形成一个匀强电场,我们将试探的正电荷从A 板静止释放。
电荷受电场力的作用,向右运动从B 板的小孔射出,那么离子从B 板射出时的速度是多大呢?教师:首先,我们用我们前面所学过的牛顿第二定律和运动学公式来推导一下粒子被加速以后的速度是多大。
《带电粒子在电场中的运动》示范教案
诚西郊市崇武区沿街学校第九节带电粒子在电场中的运动〔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根本原理.〔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、推理才能〔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重点带电粒子在匀强电场中的运动规律难点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、互动探究法教具多媒体课件教学过程〔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者者改变带电粒子的运动。
详细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〕进展新课教师活动:引导学生复习回忆相关知识点〔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忆复习。
师生互动强化认识:〔1〕a=F 合/m 〔注意是F 合〕〔2〕W 合=△Ek=12k k E E 〔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:〔教师要对学生进展鼓励评价〕方案1:v0=0,仅受电场力就会做加速运动,可到达目的。
方案2:v0≠0,仅受电场力,电场力的方向应同v0同向才能到达加速的目的。
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到达加速的目的〔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。
带电粒子在电场中的运动教学设计(通用5篇)
带电粒子在电场中的运动教学设计(通用5篇)带电粒子在电场中的运动教学设计(通用5篇)作为一名默默奉献的教育工作者,时常需要用到教学设计,教学设计是一个系统化规划教学系统的过程。
那么问题来了,教学设计应该怎么写?下面是小编整理的带电粒子在电场中的运动教学设计(通用5篇),欢迎阅读与收藏。
带电粒子在电场中的运动教学设计11、教材分析“带电粒子在电场中的运动”是高一选修3-1第一章静电场的最后一节的内容(课件),也是本章的重点内容。
本节内容是在学生学习了运动学、动力学和静电场中电场强度、电势能和电势、电势差、电势差与电场强度的关系知识后才进行编排的,是运动学、动力学和电磁学第一次的综合应用。
(课件)带电粒子在电场中的运动和后面将要学到的带电粒子在匀强磁场中的运动,对它们的研究是为以后学习带电粒子在电磁场的应用奠定知识基础。
此外,“带电粒子在电场中的运动”的知识与人们的日常生活、生产技术和科研有着密切的关系,因此这部分知识有广泛的现实意义。
本节有两个特点(课件),特点一是带电粒子在电场中的运动综合了运动学、动力学、电磁学的知识,有助于培养学生综合运用知识的能力;特点二是注重理论与实际的结合,体现了从理论研究到实际应用的科学发展之路,有助于增强学生将物理知识应用于生活和实际生产实践的意识。
2、教学目标教学目标设计体现了物理新课程的三维教学目标:(1)知识和技能①理解电压对带电粒子加速和偏转的影响;②能全面地描述带电粒子在电场中运动时电场力做的功和电势能的变化之间的关系;③了解带电粒子在电场中的加速和偏转在生活和生产实践中的具体应用。
(2)过程与方法①对带电粒子的加速,能用类比的方法,推导出带电粒子到达负极板时的速度;②对带电粒子的偏转,能用类比的方法,结合例题2,逐步地推导出偏转位移和偏转角的表达式。
(3)情感态度和价值①体会类比法在问题解决中的重要作用;②结合回顾第5节“电势差”中静电力做功的求解方法即动能定理,让学生体会动能定理的优越性;③通过列举一些带电粒子在电场中的运动的应用实例,提高学生将物理知识应用于生活和生产实践中的意识,发展学生对科学的好奇心和求知欲。
