解决带电粒子在电场中运动的基本方法.doc

带电粒子在电场中的运动往往和力的平衡、直线运动、平抛运动、圆周运动、图象问题等一起考查.能很好地考查学生的分析问题、解决问题的综合能力.例17 如图815所示，长为l的绝缘细线，一端悬于O点，另一端连接一质量为m的带负电小球，置于水平向右的匀强电场中，在O点向右水平拉直后从静止释放，细线碰到钉子后要使小球刚好饶钉子O在竖直平面内作圆周运动，求OO长度。【错解】摆球从A落下经B到C的过程中受到重力G，绳子的拉力T和电场力F电三个力的作用，并且重力和电场力做功，拉力不做功，由动能定理文档来自于网络搜索摆球到达最低点时，摆线碰到钉子O后，若要小球刚好绕钉子O在竖直平面内做圆周运动，如图816。则在最高点D应满足：文档来自于网络搜索从C到D的过程中，只有重力做功（负功），由机械能守恒定律【错解原因】考生以前做过不少“在重力场中释放摆球。摆球沿圆弧线运动的习题”。受到这道题思维定势的影响，没能分析出本题的摆球是在重力场和电场叠加场中运动。小球同时受到重力和电场力的作用，这两个力对摆球运动轨迹都有影响。受“最高点”就是几何上的最高点的思维定势的影响，没能分析清楚物理意义上的“最高点”含义。在重力场中应是重力方向上物体运动轨迹的最高点，恰好是几何意义上的最高点。而本题中，“最高点”则是重力与电场力的合力方向上摆球运动的轨迹的最高点。文档来自于网络搜索【正确解答】本题是一个摆在重力场和电场的叠加场中的运动问题，由于重力场和电场力做功都与路径无关，因此可以把两个场叠加起来看成一个等效力场来处理，如图817所示，文档来自于网络搜索=60°。开始时，摆球在合力F的作用下沿力的方向作匀加速直线运动，从A点运动到B点，由图817可知，AOB为等边三角形，则摆球从A到B，在等效力场中，由能量守恒定律得：文档来自于网络搜索在B点处，由于在极短的时间内细线被拉紧，摆球受到细线拉力的冲量作用，法向分量v2变为零，切向分量接着摆球以v1为初速度沿圆弧BC做变速圆周运动，碰到钉子O后，在竖直平面内做圆周运动，在等效力场中，过点O做合力F的平行线与圆的交点为Q，即为摆球绕O点做圆周运动的“最高点”，在Q点应满足文档来自于网络搜索过O点做OPAB取OP为等势面，在等效力场中，根据能量守恒定律得：【评析】用等效的观点解决陌生的问题，能收到事半功倍的效果。然而等效是有条件的。在学习交流电的有效值与最大值的关系时，我们在有发热相同的条件将一个直流电的电压（电流）等效于一个交流电。本题中，把两个场叠加成一个等效的场，前提条件是两个力做功都与路径无关。文档来自于网络搜索解决带电粒子在电场中运动的基本方法求解带电粒子在电场中运动的方法是多样的，现对它进行一个小结：一. 利用动能定理带电粒子在电场中还受其它作用力时，可采用动能定理来求解，它只考虑粒子的始末位置，中间过程不用考虑，因此可解决一些复杂的问题。文档来自于网络搜索例1. 如图1所示，水平放置的A、B两平行板相距h，上板A带正电。现有质量为m、带电量为的小球在B板下方距离为H处，以初速竖直向上从B板小孔进入板间电场，欲使小球刚好打到A板，A、B间电势差应为多大？文档来自于网络搜索图1解：小球在没进入电场时，小球克服重力做功，小球进入电场后还要克服电场力做功，将动能定理用于运动过程可得：文档来自于网络搜索解得二. 运用牛顿定律与正交分解法带电粒子在电场中的运动受到几个恒力时，可采用牛顿定律和正交分解法来求解，若再与动能定理结合起来，更是如虎添翼。文档来自于网络搜索例2. 一个质量为m，带电量为的小物体，可在倾角为的绝缘斜面上运动，斜面的高度为h，整个斜面置于匀强电场中，场强大小为E，方向水平向右，如图2所示。小物体与斜面的动摩擦因数为，且小物体与挡板碰撞时不损失机械能。求：文档来自于网络搜索图2（1）为使小物体能从静止开始沿斜面下滑，、q、E、各量间必须满足的关系。（2）小物体自斜面顶端从静止开始下滑到停止运动通过的总路程s。解：（1）物体受到重力、电场力、斜面的支持力和摩擦力的作用，如图3所示，建立如图所示的坐标系。由牛顿运动定律有：文档来自于网络搜索图3x方向：（1）y方向：（2）（3）小物体能从静止开始沿斜面下滑的条件是：小物体沿斜面的加速度，斜面对物体的支持力，则由以上几式可得：（2）物体与挡板数次碰撞反复滑行后，最终将停在挡板处，此过程重力对小物体做功mgh，电场力做功，小物体克服摩擦力所做的功与总路程有关为，由动能定理有：（4）文档来自于网络搜索由（2）（3）两式得：解得小物体通过的总路程：。三. 运动的合成与分解法该方法主要是用来解决带电粒子在匀强电场中或复合场中做抛体运动，将粒子的运动分解为沿电场方向和垂直于电场方向的两个运动。文档来自于网络搜索例3. 一个带负电的小球，质量为M，带电量为q，在一个如图4所示的平行板电容器的右侧板边被竖直上抛，最后落在电容器左边缘同一高度处。如电容器极板是竖直放置的，两板间距为d，板间电压为U。求电荷能达到的最大高度h及抛出时的初速。文档来自于网络搜索图4 解：小球在复合场中的受力如图5所示：可将其运动分解为水平方向的匀加速直线运动和竖直方向的竖直上抛运动，由竖直运动的规律可得小球上升的最大高度为；小球从抛出到回到左侧板边缘同一高度处所用的时间为：。文档来自于网络搜索图5根据小球在水平方向做匀加速运动：。由以上两式可解得：。四. 用图像法图像法用来处理带电粒子在交变电场作用下的加速与偏转比较方便，一般情况下画出带电粒子的图像，这样可将复杂的运动直观地反映出来。文档来自于网络搜索例4. 如图6，A、B一对平行金属板，板间距离为d，在两板间加上一周期为T的交变电压，电压变化的规律如图7所示。从时刻开始，一束初速度为的电子流沿从A、B两板间的中线进入电场中，要想使电子水平射出则所加的交变电压的周期T和所加的电压的大小应满足什么条件？文档来自于网络搜索图6解：依题意可知电子在水平方向做匀速运动，在竖直方向上做变速运动，根据图7做出电子在交变电场中的图像（如图8所示），由于电子进入板间电场和射出板间电场时，其竖直方向上速度为0，因此电子在电场中的运动时间必为交变电压周期T的整数倍。文档来自于网络搜索图7即：（n=1、2），因此（n=1、2）即为周期T应该满足的条件。对于射入的电子，由图像可知，其飞射出板间电场时刻侧向位移最大，因此只要考虑这些射入的电子，在一个周期内侧向位移为图8阴影部分的面积：。文档来自于网络搜索图8 在t=nT中，总的侧向位移，当时，电子均可飞出板间电场，即：，因此，（n=1、2）这里简单例举了几种常用的方法，但是解决带电粒子在电场中运动的基本方法还有重力等效法、整体法等。12.如图所示，一绝缘细圆环半径为r，其环面固定在水平面上，场强为E的匀强电场与圆环平面平行，环上穿有一电荷量为+q、质量为m的小球，可沿圆环做无摩擦的圆周运动，若小球经A点时速度vA的方向恰与电场垂直，且圆环与小球间沿水平方向无力的作用，则速度vA=_.当小球运动到与A点对称的B点时，小球对圆环在水平方向的作用力NB=_.文档来自于网络搜索附：知识要点梳理（要求学生课前填写）1带电粒子经电场加速：处理方法，可用动能定理、牛顿运动定律或用功能关系。qU=mvt2/2-mv02/2 vt= ，若初速v0=0，则v=。2带电粒子经电场偏转： 处理方法：灵活应用运动的合成和分解。带电粒子在匀强电场中作类平抛运动， U、 d、 l、 m、 q、 v0已知。穿越时间:末速度:侧向位移:，讨论：对于不同的带电粒子（1）若以相同的速度射入，则y与成正比 （2）若以相同的动能射入，则y与成正比（3）若以相同的动量射入，则 y与成正比 （4）若经相同的电压U0加速后射入，则y=UL2/4DU0，与m、q关，随加速电压的增大而，随偏转电压的增大而。文档来自于网络搜索偏转角正切：（从电场出来时粒子速度方向的反向延长线必然过）3处理带电粒子在电场中运动的一般步骤：（1）分析带电粒子的受力情况，尤其要注意是否应该考虑重力，电场力是否恒力等。（2）分析带电粒子的初始状态及条件，确定带电粒子作直线运动还是曲线运动。（3）建立正确的物理模型，进而确定解题方法是运力学、是动量定恒，还是能量守恒。（4）利用物理规律或其他手段（如图线等）找出物理间的关系，建立方程组。4带电粒子受力分析注意点：（1）对于电子、氕、氘、氚、核、粒子及离子等，一般不考虑重力；（2）对于带电的颗粒，液滴、油滴、小球、尘埃等，除在题目中明确说明或暗示外，一般均应考虑重力；（3）除匀强电场中电量不变的带电粒子受恒定的电场力外，一般电场中的电场力多为变力； （4）带电导体相互接触，可能引起电量的重新分配，从而引起电场力变化。带电粒子在电场中的运动一、教学目标：1使学生理解并掌握带电粒子在电场中运动的特点和规律，能够正确分析和解答带电粒子在电场中的直线运动和偏转等方面的问题文档来自于网络搜索2培养学生综合应用物理知识对具体问题进行具体分析的能力二、教学重点：带电粒子在电场中的运动是电场知识的重要应用，注重分析判断带电粒子在电场力作用下的运动情况，掌握运用力的观点和能的观点求解带电粒子运动的思路和方法文档来自于网络搜索三、教学难点：带电粒子在电场中的运动问题将使用大部分力学知识，所以在复习中应加以对照，帮助学生理解掌握四、学情分析：带电粒子在场中的运动（重力场、电场、磁场）问题，由于涉及的知识点众多，要求的综合能力较高，因而是历年来高考的热点内容。这里需要将几个基本的运动，即直线运动中的加速、减速、往返运动，曲线运动中的平抛运动、圆周运动、匀速圆周运动进行综合巩固和加深。同时需要将力学基本定律，即牛顿第二定律、动量定理、动量守恒定律、动能定理、机械能守恒定律、能量守恒定律等进行综合运用。复习时要做好充分的准备，掌握基本规律和基本运动，细心解决每个过程中的力与运动的联系。文档来自于网络搜索五、复习内容：（一）研究对象：1. 基本粒子，如粒子、质子、电子、离子等。 2. 带电微粒，如带电液摘、带电尘埃、带电小球等。二者区别：基本粒子一般不计重力，但仍有质量；而带电微粒的重力一般不能忽略（当mg远小于qE除外）。当然具体问题还需具体分析。文档来自于网络搜索（二）解决方法：1. 动力学观点：处理问题的要点是注意区分不同的物理过程，弄清在不同物理过程中物体的受力情况及运动性质，并选用相应的物理规律。处理这类问题的规律主要有：牛顿定律与运动学公式相结合，动量定理，动量守恒定律。文档来自于网络搜索2. 功能观点：对于有变力参加作用的带电体运动（非匀强电场），必须借助于功能观点来处理，即使都是恒力作用问题，用功能观点处理也常常显得简洁。具体方法常用的有两种：动能定理、能量转化和守恒定律。这里需要注意电场力做功与路径无关，电场力做功应和重力做功类比。文档来自于网络搜索(三)带电粒子在电场中的直线运动带电粒子粒子作直线运动，可分为直线加速，直线减速，往返运动，进两步退一步的直线运动，如果在交变电场中，粒子的运动显得非常复杂，要严格根据牛顿第二定律的规律和性质来处理。文档来自于网络搜索abE例1 如图所示，在a点由静止释放一个质量为m,电荷量为q的带电小球，粒子到达b点时速度恰好为零，设ab所在的电场线竖直向下，a、b间的高度差为h，则（ABC）文档来自于网络搜索A.带电粒子带负电；B.a、b两点间的电势差Uab=mgh/q;C.b点场强大于a点场强；D.a点场强大于b点场强.解析：带电粒子由a到b的过程中，重力做正功，而动能没有增大，说明电场力做负功。根据动能定理有：mgh-qUab=0,解得a、b两点间电势差为Uab=mgh/q.文档来自于网络搜索因为a点电势高于b点电势，Uab>0,所以粒子带负电，选项AB皆正确。带电粒子由a到b运动过程中，在重力和电场力共同作用下，先加速运动后减速运动；因为重力为恒力，所以电场力大小先小于重力，再大于重力，电场力越来越大；由此可见b点场强大于a点场强。选项C正确，D错误。文档来自于网络搜索tU0-U0oT/2 T 3T/2 2T例2如图所示，两平行金属板竖直放置，左极板接地，中间有小孔。右极板电势随时间变化的规律如图所示。电子原来静止在左极板小孔处。（不计重力作用）下列说法中正确的是（AC）文档来自于网络搜索A.从t=0时刻释放电子，电子将始终向右运动，直到打到右极板上B.从t=0时刻释放电子，电子可能在两板间振动C.从t=T/4时刻释放电子，电子可能在两板间振动，也可能打到右极板上D.从t=3T/8时刻释放电子，电子必将打到左极板上解析：从t=0时刻释放电子，如果两板间距离足够大，电子将向右先匀加速T/2，接着匀减速T/2，速度减小到零后，又开始向右匀加速T/2，接着匀减速T/2直到打在右极板上。电子不可能向左运动；如果两板间距离不够大，电子也始终向右运动，直到打到右极板上。从t=T/4时刻释放电子，如果两板间距离足够大，电子将向右先匀加速T/4，接着匀减速T/4，速度减小到零后，改为向左先匀加速T/4，接着匀减速T/4。即在两板间振动；如果两板间距离不够大，则电子在第一次向右运动过程中就有可能打在右极板上。从t=3T/8时刻释放电子，如果两板间距离不够大，电子将在第一次向右运动过程中就打在右极板上；如果第一次向右运动没有打在右极板上，那就一定会在第一次向左运动过程中打在左极板上。选AC文档来自于网络搜索带电粒子在电场中的加速（加速电场） 加速电压为U，带电粒子质量为m，带电量为q，假设从静止开始加速，则根据动能定理mv2/2 =Uq，所以离开电场时速度为v=文档来自于网络搜索（四）带电粒子在电场中的曲线运动静电场中带电粒子作曲线运动，运动中的动能、电势能、速度、粒子的电性、加速度的大小和方向的变化等均需要曲线运动的知识来理解。文档来自于网络搜索例3图中K、L、M为静电场中的3个相距很近的等势面（K、M之间无电荷）。一带电粒子射入此静电场中后，依abcde轨迹运动，粒子在ab段做减速运动。下列说法中正确的是（BC）文档来自于网络搜索A.粒子带负电B.粒子在bc段也做减速率运动C.粒子在a点与e点的速率大小相等D.粒子从c点到d点的过程中电场力做负功解析：可通过等势面大致画出电场线，显然可以看做是等量异种电荷在左右位置处周围的分布，可能是左边正点电荷，右边负点电荷；或者反过来放置.从轨迹的凹向看出粒子受到的电场力在水平方向的分力向左，由于左右电荷的电性未知，故电场方向未知，则无法判断粒子的电性，A错；粒子从b到c的位移方向与受电场力方向相反，故电场力对粒子做负功，粒子速率减小，B正确，同理从c到d过程中电场力做正功，D错；a、e两点电势相同，动能相同，C正确；文档来自于网络搜索带电粒子在匀强电场中的类平抛偏转（偏转电场），需要充分利用运动的分解原理来处理。U L dv0m，qyvtv0vy 如图所示，板长为L，板间距离为d，板间电压为U，带电粒子沿平行于带电金属板以初速度v0进入偏转电场，飞出电场时速度的方向改变角。文档来自于网络搜索1.知道在偏转电场中的两个分运动：垂直电场方向的匀速运动，vxv0，平行电场方向的初速度为零，加速度为Eq/m的匀加速直线运动文档来自于网络搜索2.常见物理量的推导：在电场中运动的时间t=L/v0在电场中的加速度a=Eq/m=qU/dm飞出电场时竖直方向速度vy=at偏转角的正切值tan=vy/v0 =qUL/mdv02竖直方向位移y=at2/2=qUL2/2mdv023.经同一加速电场由静止加速的两个质量、电量均不同的粒子，进入同一偏转电场，飞出时偏转角相同。由U0q=mv/2 且tan=qUL/mdv02得tan=UL/2dU0 ，所以两粒子的偏转角相同与m与q无关文档来自于网络搜索 注意：这里的U与U0不可约去，因为这是偏转电场的电压与加速电场的电压，二者不一定相等4.沿速度v反方向延长交于图中虚线的中点例4如图所示，一束带电粒子（不计重力） 垂直电场方向进入偏转电场，试讨论以下情况中，粒子应 具备什么条件下才能得到相同的偏转距离y和偏转角 （U、d、L保持不变）（1）进入偏转电场的速度相同（2）进入偏转电场的动能相同（3）进入偏转电场的动量相同（4）先由同一加速电场加速后，再进入偏转电场解析：由题意可得：偏转距离y： 偏转角：（1）因为v0相同，当q/m相同，y、相同（2）因为相同，当q相同，y、相同（3）因为mv0相同，当q/v0相同，y、相同(4)设加速电压为U，由 可得： +YY´X´X电子枪荧光屏偏转电极不论带电粒子的m、q如何，只要经过同一加速电场加速，再垂直进入同一偏转电场，y和都相同。 文档来自于网络搜索示波管的原理利用两组正交的偏转极板，可以控制电子打在荧光屏上的位置。两组偏转电极分别控制电子在水平、竖直方向的偏转。一般在水平偏转电极上加扫描电压（从左向右周期性扫描），在竖直偏转电极上加需要研究的信号。文档来自于网络搜索BAv0RMNLPSOEFl例5如图所示，两平行金属板A、B长l8cm，两板间距离d8cm，A板比B板电势高300V，即UAB300V。一带正电的粒子电量q10-10C，质量m10-20kg，从R点沿电场中心线垂直电场线飞入电场，初速度v02×106m/s，粒子飞出平行板电场后经过界面MN、PS间的无电场区域后，进入固定在中心线上的O点的点电荷Q形成的电场区域（设界面PS右边点电荷的电场分布不受界面的影响）。已知两界面MN、PS相距为L12cm，粒子穿过界面PS最后垂直打在放置于中心线上的荧光屏EF上。求（静电力常数k9×109N·m2/C2）文档来自于网络搜索（1）粒子穿过界面PS时偏离中心线RO的距离多远？（2）点电荷的电量。解析：设粒子从电场中飞出时的侧向位移为h, 穿过界面PS时偏离中心线OR的距离为y，则：h=at2/2， 即： 代入数据，解得：h=0.03m=3cm文档来自于网络搜索带电粒子在离开电场后将做匀速直线运动,由相似三角形知识得：，解得:y=0.12m=12cm设粒子从电场中飞出时沿电场方向的速度为vy，则：vy=at= ，解得:vy=1.5×106m/s所以粒子从电场中飞出时沿电场方向的速度为：设粒子从电场中飞出时的速度方向与水平方向的夹角为，则：，因为粒子穿过界面PS最后垂直打在放置于中心线上的荧光屏上，所以该带电粒子在穿过界面PS后将绕点电荷Q作匀速圆周运动，其半径与速度方向垂直。匀速圆周运动的半径：文档来自于网络搜索由：，解得：Q=1.04×10-8C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教材电场、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。文档来自于网络搜索2通过本章节的学习，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、动能定理解题，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。文档来自于网络搜索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。由于本校学生的基础比较差，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，且只选粒子初速度方向与电场方向平行和垂直两种情况。文档来自于网络搜索二、课程目标（1）知识与技能 1理解并掌握带电粒子在电场中加速和偏转的原理。 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。（2）过程与方法 1分析如何利用电场使带电粒子速度大小改变即加速。 2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体验类比平抛运动，运用分解的方法处理曲线运动。 4归纳用力学规律处理带电粒子在电场中运动的常用方法。（3）情感、态度和价值观 1感受从能的角度，用动能定理分析解答问题的优点。 2进一步养成科学思维的方法。三、教学思想： 启发式教学四、重点分析： 初速度为零时，粒子沿场强方向做匀加速直线运动；垂直于场强方向入射时，粒子的运动为抛物线运动文档来自于网络搜索五、难点分析：带电粒子在电场中的偏转中的侧移量、偏转角的掌握。归纳用力学规律处理带电粒子在电场中运动的常用方法。文档来自于网络搜索六、教学策略    带电粒子在电场中加速和偏转的原理，是本节的重点。通过观察带电粒子在电场中的加速、偏转实验来增加直观性。由于带电粒子的偏转是曲线运动，比较复杂，学生理解起来有一定的困难，故作为本节的难点，通过类比重力场中的平抛运动突破难点。对以上重难点内容，通过例题来突出和突破。文档来自于网络搜索一、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。文档来自于网络搜索三、主要教学过程1带电粒子在磁场中的运动情况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。文档来自于网络搜索若F0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。若F0，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。mgEq，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。文档来自于网络搜索2若不计重力，初速度v0E，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。文档来自于网络搜索与此相似，不计mg，v0E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。粒子在与电场方向垂直的方向上做匀速直线运动，x=v0t；在沿电若粒子能穿过电场，而不打在极板上，侧移量为多少呢？注：以上结论均适用于带电粒子能从电场中穿出的情况。如果带电粒子没有从电场中穿出，此时v0t不再等于板长l，应根据情况进行分析。文档来自于网络搜索3设粒子带正电，以v0进入电压为U1的电场，将做匀加速直线运动，穿过电场时速度增大，动能增大，所以该电场称为加速电场。文档来自于网络搜索进入电压为U2的电场后，粒子将发生偏转，设电场称为偏转电场。带电粒子在电场中的运动教学设计 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教材电场、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。文档来自于网络搜索2通过本章节的学习，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、动能定理解题，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。文档来自于网络搜索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。由于本校学生的基础比较差，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，且只选粒子初速度方向与电场方向平行和垂直两种情况。文档来自于网络搜索二、课程目标（1）知识与技能 1理解并掌握带电粒子在电场中加速和偏转的原理。 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。（2）过程与方法 1分析如何利用电场使带电粒子速度大小改变即加速。 2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体验类比平抛运动，运用分解的方法处理曲线运动。 4归纳用力学规律处理带电粒子在电场中运动的常用方法。（3）情感、态度和价值观 1感受从能的角度，用动能定理分析解答问题的优点。 2进一步养成科学思维的方法。三、教学思想： 启发式教学四、重点分析： 初速度为零时，粒子沿场强方向做匀加速直线运动；垂直于场强方向入射时，粒子的运动为抛物线运动文档来自于网络搜索五、难点分析：带电粒子在电场中的偏转中的侧移量、偏转角的掌握。归纳用力学规律处理带电粒子在电场中运动的常用方法。文档来自于网络搜索六、教学策略带电粒子在电场中加速和偏转的原理，是本节的重点。通过观察带电粒子在电场中的加速、偏转实验来增加直观性。由于带电粒子的偏转是曲线运动，比较复杂，学生理解起来有一定的困难，故作为本节的难点，通过类比重力场中的平抛运动突破难点。对以上重难点内容，通过例题来突出和突破。文档来自于网络搜索七、教学过程：（一）、复习引入本节课内容1、带电粒子在电场中也要受到电场力的作用： F=qE2、（牛顿第二定律）力是产生加速度的原因，二者关系为： F=ma。文档来自于网络搜索因此，带电粒子在匀强电场中所受的电场力，会使带电粒子产生加速度为a = qE/m = qU/md。从而使粒子速度的大小、方向发生变化，运动状态发生改变。文档来自于网络搜索那么，电荷在受到电场力的作用时，将会做什么样的运动呢？这就是本节课主要研究内容：带电粒子在电场中的运动。文档来自于网络搜索(二)、新课教学1、带电粒子的加速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?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：方案1                                                  。文档来自于网络搜索2：                                                        。文档来自于网络搜索可求得当带电粒子从静止开始被加速时获得的速度为：                                                         深入探究：（1）结合牛顿第二定律及动能定理中做功条件（W=Fscos恒力  W=Uq 任何电场）讨论各方法的实用性。文档来自于网络搜索（2）若初速度为v0（不等于零），推导最终的速度表达式。学生活动：思考讨论，列式推导2、带电粒子的偏转教师投影：如图所示，电子以初速度v0垂直于电场线射入匀强电场中问题讨论：（1）分析带电粒子的受力情况。 （2）你认为这种情况同哪种运动类似，这种运动的研究方法是什么?（3）你能类比得到带电粒子在电场中运动的研究方法吗?学生活动：讨论并回答上述问题：深入探究：如右图所示，设电荷带电荷量为q，平行板长为L，两板间距为d，电势差为U，初速为v0试求：（1）带电粒子在电场中运动的时间t。（2）粒子运动的加速度。（3）粒子受力情况分析。（4）粒子在射出电场时竖直方向上的偏转距离。（5）粒子在离开电场时竖直方向的分速度。（6）粒子在离开电场时的速度大小。（7）粒子在离开电场时的偏转角度。拓展：若带电粒子的初速v0是在电场的电势差U1下加速而来的（从零开始），那么上面的结果又如何呢?（y，）文档来自于网络搜索学生活动：结合所学知识，自主分析推导。与q、m无关。3、示波管的原理出示示波器，教师演示操作光屏上的亮斑及变化。扫描及变化。竖直方向的偏移并调节使之变化。机内提供的正弦电压观察及变化的观察。学生活动：观察示波器的现象。三、反思总结1                                                                  2                                                                  四、当堂检测1、如图所示，水平安放的A、B两平行板相距h，上板A带正电，现有 质量m，带电量为+q的小球，在B板下方距离H处，以初速v0竖直向上从B板小孔进入板间电场，欲使小球刚好能到A板，则A、B间电势差UAB=       。文档来自于网络搜索2、质子 H和 粒子 He在匀强电场中由静止开始加速，通过相同位移时，它们的动能比为     ，所用时间比为    。文档来自于网络搜索3、一个电子以3.2×106m/s的初速度沿电场线方向射入匀强电场，在电场中飞行了9.1×10-7s后开始返回，则匀强电场的场强大小为     ，电子在匀强电场中从进入到返回原处所通过的路程为     。文档来自于网络搜索 课后练习与提高 1、 粒子和质子以相同速度垂直于电场线进入两平行板间匀强电场中，设都能飞出电场，则它们离开匀强电场时，侧向位移之比y:yH=    ，动能增量之比 =   。文档来自于网络搜索2、如图所示，水平平行金属板A、B间距为d，带电质点质量为m，电荷量为q，当质点以速率v从两极板中央处于水平飞入两极间，两极不加电压时，恰好从下板边缘飞出，若给A、B两极加一电压U，则恰好从上板边缘飞出，那么所加电压U=    。文档来自于网络搜索3、如图所示，电子的电荷量为e，质量为m，以v0的速度沿与场强垂直的方向从A点飞入匀强电场，并从另一侧B点沿与场强方向成150°角飞出。则A、B两点间的电势差为    。文档来自于网络搜索