教学设计
一、教材分析
本节内容是对电场知识的重要应用,也是力学知识与电学知识的综合应用,通过对本节课的学习,学生能够把电场知识和牛顿运动定律、动能定理、运动的合成与分解等力学知识有机的结合起来,加深对力学、电学知识的理解,有利于培养学生用物理知识解决实际问题的能力。另外,这节课与现代科学技术结合紧密,通过这节课的学习有利于培养学生对科学和技术应有的正确态度和责任感。
二、教学目标分析
(1)知识与技能
①学会运用静电力、电场强度等概念研究带电粒子在电场中运动的加速度、速度和位移等物理量的变化。
②了解示波管的工作原理。
(2)过程与方法
通过对“类平抛运动”的学习,提升学生对知识的迁移能力;在对示波管原理的分析过程中,提高学生独立观察、分析、推理及应用物理知识解决实际问题的能力。
(3)情感态度与价值观
通过带电粒子在电场中的实际应用,提高学生对物理的学习兴趣,同时,使学生体会静电场知识对科学技术的影响,提高学生对科学技术的责任感。
三、重点和难点分析
(1)重点:带电粒子在匀强电场中的加速和偏转问题。
(2)难点:示波管的原理
四、教学策略与方法
直观演示与分析归纳法
问题驱动与讨论式教学相结合
五、教学过程
1.复习
(1)动能定理的内容?
(2)平抛运动的条件?处理平抛运动的方法?
(3)求静电力做功的方法?
2.导入
跳舞的电子
3新课讲授
一)带电粒子在电场中的加速
1.观察示波器
2.它的核心部件是示波管:由电子枪、偏转电极和荧光屏组成,管内抽成真空。
3.示波管的原理图:
分析求解速度方法:动能定理、牛二律+直线运动
例1:实验表明,炽热的金属丝可以发射电子。A、B为两块平行金属板,极板间电压为U=2500V,板中央有小孔O和O′,现让炽热金属丝发射出来的电子源源不断地从小孔O进入A、B之间(电子的初速度很小,可以忽略。)已知电子质量为m=9.0×10?31kg,电量为q=1.6×10?19C。板间距离d=2.5×10?3m。试用不同方法求解出电子从小孔O′穿出的速度。
延伸思考:1、板间距离发生变化,速度会改变吗?
2、要想改变速度可以采用什么方法?哪种方法最易操作?
说明:
若在所讨论的问题中,带电粒子受到的重力远远小于电场力,即mg?F电,则可忽略重力的影响.要指出的是,忽略粒子的重力并不是忽略粒子的质量.
是否考虑带电粒子的重力要根据具体情况而定:
①基本粒子:如电子、质子、α粒子、离子等除有说明或有明确的暗示以外,一般都不考虑重力(但并不忽略质量),还可以产生加速度;
②带电颗粒:如液滴、尘埃、小球等,除有说明或有明确的暗示以外,一般都不能忽略重力.
二)带电粒子在电场中的偏转
跟着电子走,当它射出加速电场就进入到一对偏转电极
例2:如图所示,质量为、带电量为的电子(粒子重力不计),以初速度沿垂直于电场方向进入长为L、间距为、电压为的两平行金属板间。关于电子的运动情况,回答以下问题:
电子的受力大小和方向怎样?
电子在垂直于电场线方向和平行电场方向的运动性质是怎样的?与学过的哪种运动形式相类似?
电子的加速度:
电子通过电场所用的时间:
粒子离开电场的位置:
电子离开电场时速度偏转角的正切值tanθ:
讨论:1.提高偏转位移可以采取哪些措施?如何实现电子上偏?
2.如何求解合速度?
三)今天你学会了吗?
四)当堂检测
课件16张PPT。带电粒子在电场中的运动人教版物理选修3-1
1.学会运用静电力、电场强度等概念研究带电粒子在电场中运动的加速度、速度和位移等物理量的变化。
2.了解示波管的工作原理,体会静电场知识对科学技术的影响.
高考要求:是必考题型,通常和磁场相结合,属于中高档题目,难度稍大【学习目标】1.示波器是一种用来观察电信号随时间变化的电子仪器。
2.它的核心部件是示波管:由电子枪、偏转电极和荧光屏组成,管内抽成真空。示波器3、其它带电体
是否考虑重力,要根据题目暗示或运动状态来判定。1、带电的基本粒子:
如电子,质子,α粒子,正负 离子等。这些粒子所受重力和电场力相比小得多,除非有说明或明确的暗示以外,一般都不考虑重力。(但并不能忽略质量)。2、带电微粒:
如带电小球、液滴、尘埃等。除非有说明或明确的暗示以外,一般都考虑重力。法一:动力学观点法二:动能定理 A、B为两块平行金属板,极板间电压为U=2500V,板中央有小孔O和O′,现让炽热金属丝发射出来的电子源源不断地从小孔O进入A、B之间(电子的初速度很小,可以忽略。)已知电子质量为m=9.0×10?31kg,电量为q=1.6×10?19C。板间距离d=2.5×10?3m。重力远小于电场力!
可忽略重力!求电子从小孔O′穿出的速度。医用电子直线加速器 如图所示,质量为m、带电量为q的电子(重力不计),以初速度v0沿垂直于电场方向进入长为L、间距为d、电压为U的两平行金属板间,试分析该粒子在穿越电场时发生的运动情况:
-Fv0类平抛运动讨论:1.电子通过电场所用的时间?
2.电子离开电场的位置(即竖直方向偏移量y)?
3.电子离开电场时速度偏转角的正切值tanθ?-vθy(方法:运动的分解)在电极XX’之间加如图所示电压,在荧光屏上会看到什么图形?电子通过偏转电场时间:一百亿分之一秒!UXX’1.怎样做到使电子向左右偏转?2.怎样做到使电子打到荧光屏的右上方?思考并回答:静电除尘静电喷涂带电粒子在电场中运动的其它应用:喷墨式打印机课堂小结带电粒子在电场中的加速
带电粒子在电场中的偏转
了解示波器的工作原理谢谢大家