第九节《带电粒子在电场中的运动》教学设计
一、教材分析
本专题是是历年高考的重点内容。本专题综合性强，理论分析要求高，带电粒子的加速是电场的能的性质的应用；带电粒子的偏转则侧重于电场的力的性质，通过类比恒力作用下的曲线运动（平抛运动），理论上探究带电粒子在电场中偏转的规律。此外专题既包含了电场的基本性质，又要运用直线和曲线运动的规律， 还涉及到能量的转化和守恒，有关类比和建模等科学方法的应用也比较典型。探究带电粒子的加速和偏转的规律，只要做好引导，学生自己是能够完成的，而且可以提高学生综合分析问题的能力。 二、教学目标： （一）知识与技能
1、理解带电粒子在电场中的运动规律，并能分析解决加速和偏转方向的问题． 2、知道示波管的构造和基本原理．
（二）过程与方法
通过带电粒子在电场中加速、偏转过程分析，培养学生的分析、推理能力
（三）情感、态度与价值观
通过知识的应用，培养学生热爱科学的精神三、教学重点难点
重点：带电粒子在匀强电场中的运动规律
难点：运用电学知识和力学知识综合处理偏转问题四、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。 五、教学方法
讲授法、归纳法、互动探究法六、课前准备
1. 学生的学习准备：预习牛顿第二定律的内容是什么，能定理的表达式是什么，
抛运动的相关知识点。
2. 教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延
伸拓展学案
3、教具：多媒体课件七、课时安排： 1 课时 八、学过程 (一)自主学习
教师活动：引导学生复习回顾相关知识点，
检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。 （二）情景导入、展示目标
带电粒子在电场中受到电场力的作用会产生加速度，使其原有速度发生变化．在现代科学实验和技术设备中，常常利用电场来控制或改变带电粒子的运动。 具体应用有哪些呢?本节课我们来研究这个问题．以匀强电场为例。
（三）合作探究、精讲点拨 1、带电粒子的加速
教师投影：加速示意图．
学生探究活动：上面示图中电荷如何加速的?
（提示：从实际角度考虑，注意两边是金属板）
学生汇报探究结果：只受电场力，粒子做匀加速直线运动。
学生活动：结合图示动手推导，当 v0=0 时，带电粒子到达另一板的速度大小。
（教师抽查学生的结果展示、激励评价） 教师点拨拓展：
方法一：先求出带电粒子的加速度：
qU a= md
再根据
2
vt2-v 0 =2ad
可求得当带电粒子从静止开始被加速时获得的速度为：
qU 2qU 2 ??d ??vt= md m
方法二：由 W=qU 及动能定理：
?
1 2
W=△Ek= mv -0
2 得：
1
qU= mv2
2
到达另一板时的速度为：
v= 2qU
. m
深入探究：
（1） 结合牛顿第二定律及动能定理中做功条件（W=Fscosθ 恒力 W=Uq 任何
电场）讨论各方法的实用性。
（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 （教师抽查学生探究结果并展示） 教师点拨拓展：
（1） 推导：设初速为 v0，末速为v，则据动能定理得
所以
2
v= v ??0
1 2 1 2
qU= mv - mv0
2 2 2 qU m
（v0=0 时，v=
2Uq
） m
方法渗透：理解运动规律，学会求解方法，不去死记结论。
（2） 方法一：必须在匀强电场中使用（F=qE，F 为恒力，E 恒定）
方法二：由于非匀强电场中，公式 W=qU 同样适用，故后一种可行性更高，应用程度更高。 实例探究：课本例题 1
第一步：学生独立推导。
第二步：对照课本解析归纳方法。
第三步：教师强调注意事项。（计算先推导最终表达式，再统一代入数值运算，
统一单位后不用每个量都写，只在最终结果标出即可）
过渡：如果带电粒子在电场中的加速度方向不在同一条直线上，带电粒子的运动
情况又如何呢?下面我们通过一种较特殊的情况来研究。 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：
（1）关于带电粒子的受力，学生的争论焦点可能在是否考虑重力上。
教师应及时引导：对于基本粒子，如电子、质子、α 粒子等，由于质量 m 很小，所
以重力比电场力小得多，重力可忽略不计。
对于带电的尘埃、液滴、小球等，m 较大，重力一般不能忽略。
（1） 带电粒子在垂直于电场线方向上不受任何力，做匀速直线运动。
（2） 在平行于电场线方向上，受到电场力的作用做初速为零的匀加速直线运动。
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问 （2） 粒子运动的加速度。
高中物理《带电粒子在电场中的运动1(1)》优质课教案、教学设计
