人教版物理选修31静电场19带电粒子在电场中的运动教学设计

1、 带电粒子在电场中的运动高三复习教案 厦门二中朱海燕高三（3）班2019-12-11（周四）上午第二节教学目标：1知识与技能带电粒子在电场中的运动应用力学中的研究方法分析解决力、电综合问题2过程与方法通过例题的讲解和习题的训练帮助学生掌握分析解决力、电综合问题的研究方法3情感态度价值观学生在积极参与与思考中体验获得答案的成就感，激发学习的信心与热情。教学重点：1带电粒子在电场中的加速2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。教学过程：一引入带电粒子的运动问题是高考的一个考查热点，本节课通过例题的学习和习题的训练，初步学会将力学中的研究方法灵活地迁移到电场中，分析解决力、电综合问

2、题 考查中以匀强电场居多,本节课主要针对匀强电场展开讨论,但方法是面向所有电场的.二复习（一）带电粒子的分类1、微观粒子：如电子、质子、粒子、离子等。除有说明或明确的暗示以外，一般不考虑重力（质量不能忽略）2、宏观颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等。除有说明或明确的暗示以外，一般要考虑重力（二）带电粒子在电场中的运动 (主要针对带电粒子在电场中的平衡、加速、偏转三种情况讨论)1、 带电粒子在电场中的平衡说明：当带电粒子在电场中合力为零时处于平衡状态,静止或匀速直线运动.例1：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

3、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。解题方法：受力分析,据力的平衡条件求解.例2：如图，质量为m的带电粒子，以初速度v0进入电场后沿直线运动到上极板。（1）物体做的是什么运动？（2）电场力做功多少？（3）带电体的电性？分析  物体做直线运动，F应与v0在同一直线上。对物体进行受力分析，若忽略mg，则物体只受Eq，方向不可能与v0在同一直线上，所以不能忽略mg。同理电场力Eq应等于mg，否则合外力也不可能与v0在同一直线上。所以物体所受合力为零，应做匀速直线运动。解题方法：受力分析,据力的平衡条件求解.2、带电粒子在电场中的加速当带电粒子沿

4、与电场方向相同或相反的方向进入匀强电场，只受电场力作用，则粒子作匀变速直线运动。例3根据动能定理： qU = mv2/2得粒子加速后的速度只与加速电压有关此式由动能定理求出也适用于不是匀强电场的情况解题方法：常据动能定理求解,匀强电场中也可用牛顿定律解答.3、带电粒子在电场中的偏转例4如图：带电粒子（q、m、v0）平行板电容器板间距d、电势差U、板长L分析:平行板面方向做匀速直线运动垂直板面方向做初速为零的匀加速直线运动所以合运动与平抛运动类似,称为类平抛运动动画演示:公式归纳：x方向：匀速 vx=v0，x=v0ty方向：匀加速 a=qU/md，vy=at，y=at2/2特点：同一方向同位置入

5、射的带电粒子，不论m、q、v0如何，其射出电场时速度方向的反向延长线一定交在金属板的L/2处的O点。(平抛运动的特点)解题方法：采用类似平抛运动的分析方法, 通过运动的合成与分解计算各个物理量（三 ）处理带电粒子在电场中运动的一般步骤是：（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，电场力是否恒定等。(受力分析)（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。(运动分析)（3）建立正确的物理模型，确定解题方法是动力学，还是动能定理（或能量守恒）。(选择方法)（4）利用物理规律或其他手段（如图线等）找出物理量间的关系，建立方程组。(列方程求解)例5 带电粒子先

6、加速后偏转若带电粒子先经加速电场(电压 )加速，又进入偏转电场(电压 )，射出偏转电场时侧移y=? 偏转角 y 和tan与粒子的质量电量都无关,可见无论什么带电粒子(不计重力)经过同一组加速电场与偏转电场,出射时侧移量与偏转角(速度方向)都相同.三课堂小结：一、带电粒子的分类1微观粒子：如电子、质子、粒子、离子等。一般不考虑重力（质量不能忽略）2宏观颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等。一般要考虑重力二、带电粒子在电场中的运动1 带电粒子在电场中的平衡受力分析,据力的平衡条件求解.2 带电粒子在电场中的加速常据动能定理求解,匀强电场中也可用牛顿定律解答.如初速度为零时： qU = mv2/23 带

7、电粒子在电场中的偏转采用类似平抛运动的分析方法, 通过运动的合成与分解计算各个物理量平行金属板方向：匀速 vx=v0，x=v0t垂直金属板y方向：匀加速 vy=at， a=qU/md，y=at2/2四巩固练习:1 如图所示，相距为d、水平放置的两块平行金属板a、b，其电容量为C，开始时两板均不带电，a板接地且中央有孔，现将带电量为q、质量为m的带电液滴一滴一滴地从小孔上方高处无初速地滴下，竖直落向b板，到达b板后电荷全部传给b板（重力加速度为g，不计a、b板外电磁场及阻力的影响），求：（1）第几滴滴在a、b板间将作匀速直线运动？（2）能够到达b板的液滴不会超过多少滴？2如图，炽热金属丝发出的电子经加速后由金属板中的小孔射出，电子穿出后速度多大？已知U=2500V，电子质量为0.9×10-30kg，电子电量为1.6×10-19C。五布置作业六反思：1带电