第1頁（共6頁） 第9節 帶電粒子在電場中的運動 【教學目標】 知識與技能 1．掌握帶電粒子在電場中加速和偏轉的規律； 2． 2、能夠綜合運用機械知識分析相關問題； 3、了解示波器的主要結構和工作原理。過程與方法 1、掌握處理電場中帶電粒子偏轉的方法； 2.讓學生通過討論和思考導出知識，注重知識的建構過程；情感、態度和價值觀 1.了解加速度和偏轉的實際應用，培養知識應用意識，激發學習興趣； 2、培養討論中的合作精神。 【教學重點】帶電粒子在電場中加速和偏轉的規律【教學難點】綜合運用機電知識處理偏轉問題【教學方式】講授、啟發引導、演示實驗、討論、類比【教學設備】 】 多媒體計算機、實物展臺、課件、示波器 【教學流程】 一、新課介紹 1.提出一個題目——帶電粒子在電場中的運動。 （板書） 第 2 頁，共 6 頁 2. 以下是有關粒子加速器的報告。我們一起來看看（播放視頻） 3、展示三組圖片，同時讓學生了解粒子加速器及其應用。讓學生看示波器的圖片，問是否想知道這個波形是如何產生的？讓我們一起來學習一下粒子加速器和示波器的原理吧。 （學習目標） 2.新課程教學 （一）帶電粒子的加速 【問題情況】如圖所示，兩片平行相對的金屬板A、B，相距d，帶等量不同符號的電荷，且電壓為U，如圖所示，質量為m、電荷為q的帶正電粒子在靜電力的作用下開始從靜止開始運動， 1. 電場中帶電粒子受到什么力的作用？重力可以忽略嗎？ 2. 帶電粒子進行什么運動？ 3. 求其到達B板的速度（請在下面寫出你的推導過程）。
老師展開說明： 方法一：先求帶電粒子的加速度：a=mdqU，然后根據vt2-v02=2ad，可求出帶電粒子從靜止加速時得到的速度：vt=方法二：由W=qU和動能定理： W=△Ek=2 1mv2-0： qU=21 mv2到達另一塊板時的速度為： 第3頁（共6頁） v=mqU2。深入探索：（1）結合牛頓第二定律和動能定理（W=Fscosθ恒力W=Uq任意電場）中的工作條件討論每種方法的實用性。 (2) 若初速度為v0（不等于0），則推導最終速度表達式。學生活動：思考討論、欄目推導（教師隨機檢查學生的研究成果并展示）教師指導拓展：（1）推導：假設初速度為v0，終速度為v，則根據動能定理，我們得到 qU=21mv2-so v= (當 v0=0, v=mUq2) 鞏固訓練：如圖所示，一個電子從 P 板附近的靜止開始，向 Q 板運動。關于電子在兩板之間的運動，描述如下正確答案是：（）A。兩塊板之間的距離越大，加速時間越長。 B、兩塊板之間的距離越小，加速度越大。那么，電子到達Q板時的速度就越大。 C. 電子到達 Q 板。此時的速度與極板之間的距離無關，只與加速電壓有關。 D、電子的加速度和終速度與極板之間的距離無關（學生展示：講述自己的解題過程。） （2）帶電粒子的偏轉 【問題情況】1．當帶電粒子以垂直于電場方向的初速度v0發射到均勻電場中時，不考慮重力的影響，它所受到的力有何特點？ 2.它的運動模式類似于什么運動？ 3. 求出粒子離開電場時在垂直于板的方向上的偏轉量和偏轉角度。第 4 頁（共 6 頁）示例題，如圖所示：極板之間的電壓為 U，距離為 d貝語網校，極板長度為 L，質量為 m、電荷為 q 的帶負電粒子平行于極板運動，初始速度為速度 v0 平面垂直輻射到兩塊板之間的均勻電場中。求 (1) 飛行時間 t (2) 沿垂直于板的方向的偏移距離 y。 (3)離開電場時垂直于板方向的分速度v。 ⊥(4) 偏轉角tanθ的正切值。
（老師隨機檢查學生的推導結果并展示）： 解：由于在電場中運動的帶電粒子只受到電場力（垂直且與初速度恒定）的影響，所以不考慮重力，所以帶電粒子執行準平面投擲運動。質點在電場中的運動時間 t=0vL 加速度 a=mEq=qU/md 垂直方向偏轉距離：y=21at2=.2) ( 質點離開電場時垂直方向的速度電場為 v1=at=粒子 離開電場時的偏轉角 θ 為： tanθ = 延伸：如果帶電粒子的初速度 v0 由電場的電勢差 U1 加速（從零開始）。 )，那么上面的結果是多少呢？ 第 5 頁高中物理電場的重點難點，共 6 頁 學生探究活動：動手推導，互動檢查（教師抽查，學生推導結果并展示）： 結論： y=θ=與 q 和 m 無關 思考與討論：讓一價氫離子、一價氦離子和二價氦離子的混合物從靜止開始，加速，然后偏轉。同樣的偏轉電場，它們會被分成三股嗎？請解釋原因。 3、示波器管原理（1）示波器：核心部分是示波器管（2），用于觀察電信號隨時間的變化。波管的結構：由電子槍、偏轉電極和熒光屏組成（如圖所示）。
(3)原理：直觀地顯示電信號隨時間變化的圖形。 【問題情況】 1、示波管主要由哪些部分組成？ 2、電子槍和偏轉電極用到了本節哪部分知識？ 3.回答教材P36頁“思考與討論”部分的問題。 【課堂練習】 1、下列粒子從靜止狀態經過電壓為U的電場加速后，速度最大的是()A。質子 (11H) B. 氘核 (21H) C. α 粒子 (42He) D. 鈉離子 (Na+)2。一束正離子從相同位置以相同速度進入帶電平行板電容器的均勻電場。所有離子具有相同的軌跡，表明所有離子 ( ) A. 具有相同的質量 B. 具有相同的電荷 C. 具有相同的比電荷 D. 同位素屬于同一元素 3. 如圖 5 所示，距離兩塊平行金屬板之間的電勢差為 d，電勢差為 U，電子的質量為 m，電荷為 e。它從O點沿垂直于板的方向發射，到達最遠的A點，然后返回。如圖所示高中物理電場的重點難點，OA=h，該電子的初始動能為( ) A.edhUB。 edUh C.eUdhD.eUhd 第7頁，共6頁 4. 速度為零的帶電粒子被電壓為U=4.0×103V的均勻電場加速后，獲得的速度為5.0×103m/s。粒子通過加速電場的時間t=1.0×10-4s，不考慮重力，帶電粒子的荷質比是多少？均勻電場的場強是多少？ 5. 長度為 L 的平行金屬板電容器在兩個板之間形成均勻電場。電荷量為+q、質量為m的帶電粒子以初速度v0沿垂直于電場線的方向注入到上板中。在均勻電場下，它正好從下板邊緣退出，退出時速度方向與下板正好成30°。求均勻電場的場強和兩塊板之間的距離。課堂小結： 1. 利用電場加速帶電粒子的兩種思路： 2. 利用電場使帶電粒子偏轉成拋物線運動的分析方法： 課后作業： 課后反思： 本課適合以下學生：已經比較熟練了。它是在掌握力學和電場基礎知識的基礎上進行的，初步具備分析電場相關問題的能力。考慮到學生基礎好、理解接受能力強，可以充分調動學生的積極性，在共同討論中掌握分析。問題方法。
教學效果分析問卷匯總表 從動力學和運動學角度分析 從功和能量角度分析 粒子沿平行板方向作勻速直線運動 粒子沿平行板方向作初速度為零的勻加速運動垂直板的結構 第8頁 共6頁 用圖片和實驗激發學生的興趣，用動畫模擬電子的運動，幫助學生將抽象的知識形象化、具體化。教師通過學生自主學習、合作交流，突出教學要點，完成教學目標，激發學生對科學的熱愛，增強學生運用理論知識解決實際問題的能力。學生的能力存在差異。在規則推導過程中，有的學生不能按時完成，影響了對后續知識的理解。但探究模式是大勢所趨，教師最好不要代學生進行推導。學生應逐步適應探究性學習，提高自主研究能力。有能力和困難的學生可以在課后單獨輔導。課堂容量大，包括理論推導、猜想討論、實驗驗證。教師必須進行宏觀調控，合理分配時間。重點是明確基本原理，不能增加學生數量。其他例子稍后解決。本課主要是“教師主導、學生主體”。教師的“引導”以學生的“學”為基礎，讓學生自主探索、主動參與知識形成的全過程，力求使學生在積極愉快的課堂氛圍中提高理解水平，從而達到了預期的教學效果。關于帶電粒子在電場中運動教學的思考本節課的設計過程中，更好地凸顯了學生學習的主體作用，老師只是一個幫助者。通過學生的主動探索，培養和提高了學生的分析、歸納、分析能力。綜合能力，同時也提高學生應用信息技術的技能和能力，滿足一體化的要求。
新頒布的《普通高中物理課程標準》指出：物理課程的總體目標不僅是讓學生學習物理基礎知識和技能，而且要使學生學會科學探究方法，培養獨立思考的能力。學習能力強，能夠將物理知識運用到生活和生產實踐中。 45分鐘的時間里，課堂上向學生提供的知識在廣度和深度上必然是有限的。我們要突破傳統觀念的束縛，不再追求完成一節課的教學任務作為教學目標，而是以45分鐘完成教學任務為目標。在幾分鐘內培養學生的科學探究興趣和物理實驗能力第9頁（共6頁）是教學的目標?；谛畔⒓夹g環境積極開展物理探究活動將是未來物理課堂教學的主要形式，也是實現一體化的重要途徑。的重要途徑和方法。學生已在必修課1、2中學習了恒力作用下的勻速直線運動和平投運動；他們還在選修課3-1中學習了靜電場的相關知識。通過對以上內容的復習，引導學生學習并比較《帶電粒子在電場中的運動》課程中的兩種運動狀態——帶電粒子的加速和自由落體運動中帶電粒子的偏轉和偏轉。物體的平面投擲運動。運用類比的方法來學習本課。根據本課的教學內容和學生的實際情況，采取的教學方法是：課件展示以演示實驗為基礎，以引導學生的思維活動為主線，貫穿于教學活動的始終。學習是主體，學習是主體。教學思路。高一年級學生的思想單一、刻板。它們用于分析純運動學、純動力學或純電磁學問題。學生普遍發現很難解決電場中帶電粒子的偏轉問題。雖然運動過程比較簡單，但卻綜合了運動學、動力學和電磁學的知識。
本課通過復習引入新課。通過觀察靜電場中的電荷，它們由于靜電力的作用而移動，讓學生了解電場對其中的電荷有加速作用。進一步的問題：如果將帶電粒子置于均勻電場中會發生什么？這就引入了主題。本次新課分為三大知識塊：帶電粒子加速、帶電粒子偏轉、示波器原理。在講第一個知識塊“帶電粒子的加速度”之前，首先要求學生計算為什么電場中電子的引力可以忽略不計，從而加深學生對電場中電子引力可以忽略不計的理解。場地。在講帶電粒子的加速度時，教師演示了粉筆的自由落體運動，引導學生思考物體的自由落體運動與帶電粒子的加速度之間的相似之處。通過學生的回答，引導學生將帶電粒子的加速度與物體的自由落體運動進行比較，并讓學生利用一切能想到的方法推導出帶電粒子到達負極板時的速度。一開始，很多學生可能傾向于直接用運動學公式來解決問題。然后教師引導學生從“功是能量轉換的一種量度”出發，回顧第五節“電勢差”中解決靜電力做功的方法，從能量角度探索該方法。即動能定理，讓學生體會到動能定理方法的優越性。為了讓學生充分理解帶電粒子在電場中的運動，即帶電粒子在電場中的運動還需要考慮重力，例如帶電球在電場中的平衡問題場（課件），小球所受到的重力和電場力可以進行比較。在這種情況下，必須考慮重力；還有考慮重力的帶電油滴的巧妙應用——密立根實驗課件。教師介紹密立根實驗，讓學生認識到建立物理模型的重要現實意義。 。為了讓學生感受到物理科學在生活中的重要作用，培養學生學習物理的興趣，教師可以利用多媒體投影帶電粒子在電場中加速的實例。
