《帶電粒子在電場中的運動》教學(xué)
原創(chuàng)老張啟蒙物理
老張懂物理
本節(jié)是靜電場知識的應(yīng)用。 三個主要部分的內(nèi)容：加速度、偏轉(zhuǎn)、示波器。 這一部分沒有什么難度。 前提是你熟悉牛頓運動定律、勻變速直線定律、函數(shù)關(guān)系式帶電粒子在電場中的運動，這些都是力學(xué)中的重要定律。 只要將電場中的電場力移至力學(xué)定律即可。
學(xué)生感到困難，認為原因如下：
“失明”。 電場和微觀粒子的不可見性都需要精神上的考慮。 與力學(xué)相比，研究對象缺乏形象性和直觀性。
改變了幾個名詞。 側(cè)移量代替平投運動中勻加速方向的位移，偏轉(zhuǎn)角代替速度與水平方向之間的角度。
已知量和未知量的變化。 在平投中，通常按垂直方向移動來計算移動時間，而在電場偏轉(zhuǎn)中，通常按水平方向移動來計算時間。
力量的普遍性。 在平拋運動中，力是重力，加速度保持不變。 當在均勻電場中偏轉(zhuǎn)時，需要從已知量逐漸推導(dǎo)出電場力。 如果不熟悉電場的基礎(chǔ)知識，加速就無從下手。 這在恒力運動中已經(jīng)經(jīng)歷過。 改變力或加速度對于學(xué)生來說就像一個新的知識點。
教學(xué)建議：
1. 不畫平行板電容器，而是研究均勻電場中的加速度和偏轉(zhuǎn)。 直線加速問題不大。 偏轉(zhuǎn)時，在黑板上將電場強度的方向與重力加速度的方向畫在同一方向上，并取試驗電荷為正電荷。 類比平拋，比較計算出所謂的“側(cè)移量”和“偏轉(zhuǎn)角度”。 。 然后畫出均勻電場的“場源”——極板。 求極板之間的電壓、間距、長度與前面計算中的物理量之間的相關(guān)性。 電場和重力場的對比計算應(yīng)該不成問題。 極板的加入也讓學(xué)生明白極板只是電場力的來源，它遵循的運動規(guī)律是力學(xué)定律。 找到正確的電場力是關(guān)鍵。 熟悉靜電場基礎(chǔ)知識，與力學(xué)定律無縫銜接，是學(xué)習(xí)靜電場的突破性方法。
2.示波器教學(xué)。 當水平和垂直方向的偏轉(zhuǎn)電場分別相加時，與偏轉(zhuǎn)問題相比，計算帶電粒子的著陸點就變成了一個單一的多過程問題，包括線加速度、偏轉(zhuǎn)和勻速。 當依次施加水平和垂直方向的偏轉(zhuǎn)電場時，相當于多了一個運動方向，類似于平拋運動。
3、一個看似不是問題的問題——微觀粒子有質(zhì)量，但它們在電場中加速和偏轉(zhuǎn)時不考慮重力。 大批“物理難題”暈倒，大惑不解。 為什么在明顯有質(zhì)量的情況下不考慮重力？ 如果明顯沒有質(zhì)量，則無法計算重力； 如果明顯有質(zhì)量帶電粒子在電場中的運動，則不必計算重力。 計數(shù)或不計數(shù)的關(guān)鍵是看重力在粒子所受的總力中所占的比例。 當然，有質(zhì)量就必然有引力，但如果引力對質(zhì)點運動的影響相對于其他力來說完全可以忽略不計，那么計算還有什么價值呢？ 沒有影響力，就沒有存在感。 粒子世界如此，人類世界又何嘗不是呢？ 人和物質(zhì)的情況并不比粒子好多少。
靜電場學(xué)習(xí)：靜電場基礎(chǔ)知識+牛頓運動定律。
“毅力”、“費”能量+“強迫自我發(fā)展”（F=ma;FORCE ME ARISE）（翻譯肯定有誤，請專家指點，獎勵全部給你，但是有一個“意外傷害”的可能性很大！）