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帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)
教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)目標(biāo)
1、理解帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律——只受電場(chǎng)力，帶電粒子做勻變速運(yùn)動(dòng)．重點(diǎn)掌握初速度與場(chǎng)強(qiáng)方向垂直的帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)——類平拋運(yùn)動(dòng)．
2、知道示波管的構(gòu)造和原理．
能力目標(biāo)
1、滲透物理學(xué)方法的教育，讓學(xué)生學(xué)習(xí)運(yùn)用理想化方法，突出主要因素，忽略次要因素的科學(xué)的研究方法．
2、提高學(xué)生的分析推理能力．
情感目標(biāo)
通過本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究的意志品質(zhì)．
教學(xué)建議
本節(jié)內(nèi)容是電場(chǎng)一章中非常重要的知識(shí)點(diǎn)，里面涉及到電學(xué)與力學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用，因此教師在講解時(shí)，一是注意對(duì)力學(xué)知識(shí)的有效復(fù)習(xí)，以便于知識(shí)的遷移，另外，由于帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)公式比較復(fù)雜，所以教學(xué)中需要注意使學(xué)生掌握解題的思維和方法，而不要一味的強(qiáng)調(diào)公式的記憶．
在講解時(shí)要滲透物理學(xué)方法的教育，讓學(xué)生學(xué)習(xí)運(yùn)用理想化方法、突出主要因素、忽略次要因素（忽略帶電粒子的重力）的科學(xué)的研究方法．
關(guān)于示波管的講解，教材中介紹的非常詳細(xì)，教師需要重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)其工作原理，讓學(xué)生理解加速和偏轉(zhuǎn)問題——帶電粒子在電場(chǎng)中加速偏轉(zhuǎn)的實(shí)際應(yīng)用．
教學(xué)設(shè)計(jì)示例
第九節(jié) 帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)
1、帶電粒子的加速
教師講解：這節(jié)課我們研究帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，關(guān)于運(yùn)動(dòng)，在前面的學(xué)習(xí)中我們已經(jīng)研究過了：物體在力的作用下，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了改變，同樣，對(duì)于電場(chǎng)中的帶電粒子而言，受到電場(chǎng)力的作用，那么它的運(yùn)動(dòng)情況又是怎樣的呢？帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的過程中，電場(chǎng)力做的功大小為 ，帶電粒子到達(dá)極板時(shí)動(dòng)能 ，根據(jù)動(dòng)能定理， ，這個(gè)公式是利用能量關(guān)系得到的，不僅使用于勻強(qiáng)電場(chǎng)，而且適用于任何其它電場(chǎng)．
分析課本113頁的例題1．
2、帶電粒子的偏轉(zhuǎn)
根據(jù)能量的關(guān)系，我們可以得到帶電粒子在任何電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)的初末狀態(tài)，下面，我們針對(duì)勻強(qiáng)電場(chǎng)具體研究一下帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)情況．
（教師出示圖片）為了方便研究，我們選用勻強(qiáng)電場(chǎng)：平行兩個(gè)帶電極板之間的電場(chǎng)就是勻強(qiáng)電場(chǎng)．
①若帶電粒子在電場(chǎng)中所受合力為零時(shí)，即 時(shí)，粒子將保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)．
帶電粒子處于靜止?fàn)顟B(tài)， ， ，所受重力豎直向下，場(chǎng)強(qiáng)方向豎直向下，帶電體帶負(fù)電，所以所受電場(chǎng)力豎直向上．
②若 且與初速度方向在同一直線上，帶電粒子將做加速或減速直線運(yùn)動(dòng)．（變速直線運(yùn)動(dòng)）
A、打入正電荷，將做勻加速直線運(yùn)動(dòng)．
B、打入負(fù)電荷，由于重力極小，可以忽略，電荷只受到電場(chǎng)力作用，將做勻減速直線運(yùn)動(dòng)．
③若 ，且與初速度方向有夾角，帶電粒子將做曲線運(yùn)動(dòng)． ，合外力豎直向下，帶電粒子做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)．（如下圖所示）
注意：若不計(jì)重力，初速度 ，帶電粒子將在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)．
復(fù)習(xí)：物體在只受重力的作用下，以一定水平速度拋出，物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)為這兩種運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)．水平方向上不受力作用，做勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向上只受重力，做初速度為零的自由落體運(yùn)動(dòng)．
水平方向：
豎直方向：
與此相似，當(dāng)忽略帶電粒子的重力 時(shí)，且 ，帶電粒子在電場(chǎng)中將做類平拋運(yùn)動(dòng)．與平拋運(yùn)動(dòng)區(qū)別的只是在沿著電場(chǎng)方向上，帶電粒子做加速度為 的勻變速直線運(yùn)動(dòng)．
例題講解：已知，平行兩個(gè)電極板間距為d，板長(zhǎng)為l，初速度 ，板間電壓為U，帶電粒子質(zhì)量為m，帶電量為＋q．分析帶電粒子的運(yùn)動(dòng)情況：
①粒子在與電場(chǎng)方向垂直的方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)， ；在沿電場(chǎng)方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)， ，稱為側(cè)移．若粒子能穿過電場(chǎng)，而不打在極板上，側(cè)移量為多少呢？
②射出時(shí)的末速度與初速度 的夾角 稱為偏向角．
③ 反向延長(zhǎng)線與 延長(zhǎng)線的交點(diǎn)在 處．
證明：
．
注意：以上結(jié)論均適用于帶電粒子能從電場(chǎng)中穿出的情況．如果帶電粒子沒有從電場(chǎng)中穿出，此時(shí) 不再等于板長(zhǎng)l，應(yīng)根據(jù)情況進(jìn)行分析．
得到了帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的基本運(yùn)動(dòng)情況，下面，我們看看其實(shí)際的應(yīng)用示例．
3、示波管的原理：
學(xué)生首先自己研究，對(duì)照例題，自學(xué)完成，教師可以通過放映有關(guān)示波器的視頻資料加深學(xué)生對(duì)本節(jié)內(nèi)容的理解．
4、教師總結(jié)：
教師講解：本節(jié)內(nèi)容是關(guān)于帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)情況，是電學(xué)和力學(xué)知識(shí)的綜合， 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，常見的有加速、減速、偏轉(zhuǎn)、圓運(yùn)動(dòng)等等，規(guī)律跟力學(xué)是相同的，只是在分析物體受力時(shí)，注意分析電場(chǎng)力，同時(shí)注意：為了方便問題的研究，對(duì)于微觀粒子的電荷，因?yàn)橹亓Ψ浅Ｐ�，我們可以忽略不�?jì)．對(duì)于示波管，實(shí)際就是帶電粒子在電場(chǎng)中的加速偏轉(zhuǎn)問題的實(shí)際應(yīng)用．
5、布置課后作業(yè)
帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)
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