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1、带电粒子在电场中的运动一、教学内容分析普通高中物理课程标准（2017版）对本节内容的要求是：知道匀强电场中电势差与电场强度的关系。能分析带电粒子在电场中的运动情况，能解释相关的物理现象。普通高中物理课程标准（2017版）解读对本节内容的要求是：通过分析电场线和等势面之间的关系，电势差与电场强度的关系，体会科学研究应该从不同角度展开，会计算带电粒子在电场中的运动问题。本节综合了前面描述电场的物理量及匀强电场的知识，是物理量关系在匀强电场中的综合运用，是一种全新的分析和解决物理问题的思路，是静电场的重要基础。二、学情分析学生掌握了描述电场的几个物理量，知道每个物理量的意义和公式，但对于匀强电场中粒
2、子的受力和运动情况，尤其是从运动的分解与合成与动能定理两个角度进行分析。三、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. 培养学生综合运用力学和电学的知识分析解决带电粒子在电场中的运动。4. 培养学生综合分析问题的能力，体会物理知识的实际应用。四、教学重、难点教学重点：带电粒子在电场中的加速和偏转规律教学难点：带电粒子在电场中的偏转问题及应用教学方法：讲授法、练习法问题导入五、教学流程知识呈现与方法梳理力与受力分析弹力的方向弹力的大小摩擦力的方向摩擦力的大小受力分析力与受力分析弹力的方向
3、弹力的大小摩擦力的方向摩擦力的大小受力分析题目解析基本情境分析课后作业小结练习反馈例题讲解六、教学过程环节情境与问题教与学活动设计意图学生发展导入这节课都有哪些内容呢？这一节我们从“不计重力的带电粒子在匀强电场中的运动”和“考虑重力的带电粒子在匀强电场中的运动”两部分进行复习。明确本节课要点引发对复习几种典型电场的兴趣知识呈现与方法梳理如何判断在电场中运动的带电粒子是否需要考虑重力教师通过PPT梳理知识：在电场中运动的带电粒子是否需要考虑重力的判断方法学生思考并得出结论复习基本规律，帮助熟悉规律的基本内容初步形成对规律的认识知识呈现与方法梳理不计重力的带电粒子在匀强电场中的运动教师通过PPT梳
4、理知识：在解决问题中我们通常有两种方法，一是从动力学角度出发，利用匀强电场的电场强度表达式和牛顿第二定律，再结合运动学公式进行计算。第二种方法是从能量角度出发，对粒子列动能定理场力对带电粒子做的功等于带电粒子的动能的增量。学生思考并得出结论复习基本规律，帮助熟悉规律的基本内容初步形成对规律的认识典型例题讲解如何分析不计重力的带电粒子在匀强电场中的运动具体问题呢？教师呈现例题并引导学生思考，进行讲解：例：如图所示，带等量异号电荷的两平行金属板在真空中水平放置，M、N为板间同一电场线上的两点，一带电粒子（不计重力）以速度vM经过M点在电场线上向下运动，且未与下板接触，一段时间后，粒子以速度vN折回
5、N点。则A.粒子受电场力的方向一定由M指向NB.粒子在M点的速度一定比在N点的大C.粒子在M点的电势能一定比在N点的大D.电场中M点的电势一定高于N点的电势例：两平行金属板间的电压为U，板长为l，板间距离为d，粒子所带电荷量为q，质量为m，忽略重力影响，粒子能以平行金属板的初速度v0进入两金属板间且能从两金属板之间穿过，求粒子从金属板穿出时的速度v和产生的侧移量y。例：如图所示，由粒子源发出的带正电的粒子经过同一加速电场A加速后，形成粒子束进入同一偏转电场B中偏转。已知粒子源发出的粒子中包括有一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子，这些粒子离开粒子源时的初速度可视为零，空气阻力、粒子的重力及粒子之
6、间的相互作用力均可忽略不计。下列说法正确的是()A它们始终为一股粒子束 B它们会分离为两股粒子束C它们会分离为三股粒子束 D它们会分离为无数股粒子束学生思考并得出结论帮助学生加深对匀强电场中粒子运动的理解将规律进一步提炼和升华，进行科学推理知识呈现与方法梳理考虑重力的带电粒子在匀强电场中的运动情况教师通过PPT梳理若粒子所受合外力F合0，则粒子静止或做匀速直线运动，可应用运动学公式结合牛顿第二定律或者动能定理求解。若粒子所受合外力F合0，可应用运动的分解或者动能定理求解。学生思考并得出结论复习基本规律，帮助熟悉规律的基本内容初步形成对规律的认识典型例题讲解如何分析考虑重力的带电粒子在匀强电场中
7、的运动的具体问题呢？例：带有等量异号电荷、相距10 cm的平行板A和B之间存在匀强电场，电场强度E4104 V/m，方向竖直向下，如图所示。电场中C点距B板3 cm，D点距A板2 cm。有一个质量为m2108 kg的带电微粒沿图中所示的虚线从C点运动至D点。若重力加速度g取10 m/s2，则下列说法正 确的是()A该微粒在D点时的电势能最大B该微粒可能做匀变速直线运动C在此过程中电场力对微粒做的功为1108 JD该微粒带正电，所带电荷量为q51012 C例：两块与水平方向成角的平行且带等量异种电荷的金属板AB和CD，正对放置，板长均为L，有一质量为m、带电量为q的微粒从金属板D端以速度沿水平方
8、向进入两板间，并沿直线从金属板D端射出。求：（1）两金属板间电压是多少？（2）带电微粒从D端射出时的速度是多少？例：如图所示，一质量为m，电荷量为q的粒子，以初速度v从M点竖直向上射入水平匀强电场中，粒子通过电场中N点时速度为2v，方向与电场方向相反。则M、N两点间电势差为（ )A. B. C. D. 帮助学生加深对匀强电场中考虑重力的带电粒子运动的理解将规律进一步提炼和升华，进行科学推理练习反馈本课的知识和方法该如何运用呢？教师提供练习问题并引导学生思考，学生思考得出结论，教师进行讲解落实巩固本节课的基本方法在具体的情境中运用知识，进一步提升对规律的认识和科学思维能力小结本节课复习了哪些方法和规律？他们之间有什么联系呢？教师进行本课知识框架的整理，学生思考建立知识框架形成对规律的完整认识