【物理】1.9《带电粒子在电场中的运动》教案(新人教版选修3-1)5篇范文

第一篇：【物理】1.9《带电粒子在电场中的运动》教案(新人教版选修3-1)

知识改变命运，学习成就未来

知识改变命运，学习成就未来

（3）平抛运动的相关知识点。（4）静电力做功的计算方法。

学生活动：结合自己的实际情况回顾复习。师生互动强化认识：（1）a=F合/m（注意是F合）

（2）W合=△Ek=Ek2Ek1（注意是合力做的功）（3）平抛运动的相关知识

（4）W=F·scosθ（恒力→匀强电场）

W=qU（任何电场）

1、带电粒子的加速 教师活动：提出问题

要使带电粒子在电场中只被加速而不改变运动方向该怎么办?（相关知识链接：合外力与初速度在一条直线上，改变速度的大小；合外力与初速度成90°，仅改变速度的方向；合外力与初速度成一定角度θ，既改变速度的大小又改变速度的方向）

学生探究活动：结合相关知识提出设计方案并互相讨论其可行性。学生介绍自己的设计方案。

师生互动归纳：（教师要对学生进行激励评价）

方案1：v0=0，仅受电场力就会做加速运动，可达到目的。

方案2：v0≠0，仅受电场力，电场力的方向应同v0同向才能达到加速的目的。教师投影：加速示意图．

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学生探究活动：上面示意图中两电荷电性换一下能否达到加速的目的?（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：不可行，直接打在板上。

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：

a=再根据

vt2-v02=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 md

vt=2qUdmd2qU m方法二：由W=qU及动能定理：

W=△Ek=得：

qU=到达另一板时的速度为：

12mv-0 212mv 2v=

2qU.m深入探究：

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（1）结合牛顿

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（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。

（2）带电粒子以初速度v0垂直于电场线方向飞入匀强电场时，受到恒定的与初速度方向成90°角的作用而做匀变速曲线运动，类似于力学中的平抛运动，平抛运动的研究方法是运动的合成和分解。

（3）带电粒子垂直进入电场中的运动也可采用运动的合成和分解的方法进行。CAI课件分解展示：

（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t。（2）粒子运动的加速度。（3）粒子受力情况分析。

（4）粒子在射出电场时竖直方向上的偏转距离。（5）粒子在离开电场时竖直方向的分速度。（6）粒子在离开电场时的速度大小。（7）粒子在离开电场时的偏转角度θ。[学生活动：结合所学知识，自主分析推导。（教师抽查学生活动结果并展示，教师激励评价）投影示范解析：

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解：由于带电粒子在电场中运动受力仅有电场力（与初速度垂直且恒定），不考虑重力，故带电粒子做类平抛运动。

粒子在电场中的运动时间

t=

L v0加速度

a=竖直方向的偏转距离：

Eq=qU/md m121UqL2qL2y=at=()U.222mdv02mv0d粒子离开电场时竖直方向的速度为

v1=at=

UqL

mdv02速度为：

v=v12v0(UqL22)v0mdv0粒子离开电场时的偏转角度θ为：

tanθ=

v1qLqLUarctanU.22v0mv0dmv0d拓展：若带电粒子的初速v0是在电场的电势差U1下加速而来的（从零开始），那么上面的结果又如何呢?（y，θ）

学生探究活动：动手推导、互动检查。（教师抽查学生推导结果并展示： 结论：

UL2y= 4U1dUL 2U1dθ=arctan与q、m无关。

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3、示波管的原理

出示示波器，教师演示操作 ①光屏上的亮斑及变化。②扫描及变化。

③竖直方向的偏移并调节使之变化。④机内提供的正弦电压观察及变化的观察。学生活动：观察示波器的现象。阅读课本相关内容探究原因。教师点拨拓展，师生互动探究：

多媒体展示：示波器的核心部分是示波管，由电子枪、偏转电极和荧光屏组成。投影：示波管原理图：

电子枪中的灯丝K发射电子，经加速电场加速后，得到的速度为：

v0=

2qU1 mθ

如果在偏转电极yy上加电压电子在偏转电极yy的电场中发生偏转．离开偏转电极yy后沿直线前进，打在荧光屏上的亮斑在竖直方向发生偏移．其偏移量y为y=y+Ltanθ

qLqL2因为y=

tanU U22mv0d2mv0dqLqL2所以y=·U+L·U 22mv0d2mv0d欢迎各位老师踊跃投稿，稿酬丰厚 邮箱：zxjkw@163.com

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LqLL·U=（L+）tanθ(L)222mv0d

=如果U=Umax·sinωt则y=ymax·sinωt 学生活动：结合推导分析教师演示现象。

（三）课堂总结、点评 1．带电粒子的加速

(1)动力学分析：带电粒子沿与电场线平行方向进入电场，受到的电场力与运动方向在同一直线上，做加(减)速直线运动，如果是匀强电场，则做匀加(减)速运动．

(2)功能关系分析：粒子只受电场力作用，动能变化量等于电势能的变化量．

qU1112mv2(初速度为零)；qUmv2mv0 此式适用于一切电场． 22

22．带电粒子的偏转

(1)动力学分析：带电粒子以速度v0垂直于电场线方向飞入两带电平行板产生的匀强电场中，受到恒定的与初速度方向成900角的电场力作用而做匀变速曲线运动(类平抛运动)．

(2)运动的分析方法(看成类平抛运动)：

①沿初速度方向做速度为v0的匀速直线运动．

②沿电场力方向做初速度为零的匀加速直线运动．

（四）布置作业

1、书面完成 “问题与练习”

第二篇：1.9 带电粒子在电场中运动 教案 (人教版选修3-1)

第九节 带电粒子在电场中的运动

三维目标

知识与技能

1.让学生掌握带电粒子在电场中做匀变速直线运动一类问题的解题技巧； 2.让学生掌握带电粒子在电场中发生偏转时的基本规律；

3.让学生掌握带电粒子在电场中发生偏转一类问题的基本解题技巧； 4.让学生掌握示波管的基本原理。过程与方法

1.由一般的匀变速直线运动过渡到带电粒子在电场中的匀变速直线运动，让学生学会知识的迁移；

2.由一般的平抛运动过渡到一般的类平抛运动，再过渡到带电粒子在偏转电场中的类平抛运动，让学生掌握知识迁移的方法。情感、态度和价值观

通过一般匀变速直线运动与带电粒子在电场中的匀变速直线运动的联系，以及一般平抛运动与一般类平抛运动、带电粒子在偏转电场中的类平抛运动的联系，揭示世界是普遍联系在一起的唯物主义哲学观点。教学重点

1.带电粒子在电场中的匀变速直线运动； 2.带电粒子在电场中的偏转——类平抛运动。教学难点

带电粒子在电场中的偏转——类平抛运动 教学方法

讲解、提问、类比、练习课时安排

1课时 教学过程 【新课导入】

师：高一时，我们学习了匀变速直线运动和平抛运动。匀变速直线运动是受到一个方向与速度方向在一条直线上的恒力，但不确定恒力是什么力；平抛运动是受到一个方向与速度方向垂直的重力，这个重力也是恒力。那么，今天，我想问一下大家，匀变速直线运动中的恒力，能不能是什么具体的力，比如说匀强电场的电场力；平抛运动中重力，能不能改成其他的力，比如说改成匀强电场的电场力？ 生：（思考）

师：这就是我们今天要讲的《带电粒子在电场中的运动》。【板书】

第九节

带电粒子在电场中的运动 【新课教学】

师：首先，告诉大家一个常识，就是基本带电粒子在一般情况下所受的重力远远小于它所受的静电力，所以，对于基本带电粒子在电场中运动的问题，一般忽略其重力，只考虑它所受的电场力。下面大家看下面几个问题：

例

1、一个质量为m的小球，在光滑的水平桌面上，受一恒力F作用，从静止开始运动，前进距离d，求其末速度为多大？

例

2、如图所示，在真空中有一对平行金属板，两板间加以电压U，两板间距d，两板间有一个带正电荷q的带电粒子，质量为m，它在电场力的作用下，由静止开始从正极板向负极板运动，到达负极板时的速度有多大？（不考虑带电粒子的重力）

师：大家看这两个问题，首先分析一下，这两个问题中质点所受到的力是否具有相同的特征？ 如果具有相同的特征，他们相同的特征是什么？

生甲：具有相同的特征，他们相同的特征是都受到大小方向都不变的恒力。

师：再分析一下，这两个问题中质点的运动特征是否相同？如果相同，那么他们都属于哪一类型的运动？

生乙：运动特征相同，他们都是初速度为零的匀加速直线运动。师：既然如此，那么，这两个问题能不能用同一种方法解决呢？ 生丙：可以用同一种方法解决。

师：请用同一种方法——动能定理的方法解决。生丁：总功w=Fd，动能增量为Δ

=

1m2-0,依据动能定理，有w=Δ,所以Fd=

1m2-0,所以v=.对于第二个问题，F=Eq,且E=,所以F=,代入v的结果中，最终v=.师：所以这两个问题是相通的，同时可以看出，具有相同特征的问题可以用相同或相类似的方法解决。当然，第二个问题也有自己的特点，那就是这个问题中的功也可以直接求出为w=qU,再利用w=Δ和Δ=

1m2-0可得qU=

1m2,所以v=.师：所以，带电粒子在电场中的做匀变速直线运动的问题，完全可以用常规的匀变速直线运动问题的解决方法来解决，只要注意：（1）F=Eq；（2）E=；(3)w=qU.【板书】

一． 带电粒子在电场中做匀变速直线运动

1.用常规的匀变速直线运动问题的解决方法来解决，注意：

（1）F=Eq；（2）E=；(3)w=qU.2.v=.师：下面，我们再看这三个问题： 例3.一物块，质量为m，以初速（1）下落高度h为多少？（2）落地时竖直分速度

为多大？

平抛，落地时，水平射程为L,求：

（3）末速度方向与初速度方向间的速度偏转角的正切为什么？ 例4.一物块，质量为m，在光滑水平面上以初速运动到桌边时，向东前进了L,求：（1）向南前进的距离h为多少？（2）到桌边时向南的分速度

为多大？

向东前进，与此同时受一向南的恒力F,（3）末速度方向与初速度方向间的速度偏转角的正切为什么？ 例5.一质子，质量为m，电量为q以初速

从平行板电容器中央水平射入，平行板长为L,两板间电压为U,板间距为d.求：

（1）质子射出两板间时，沿电场方向的偏移量h为多少？（2）射出时质子沿电场方向的分速度

为多大？

（3）射出时末速度方向与初速度方向间的速度偏转角的正切为什么？ 师：大家看这三个问题，首先分析一下，这三个问题中质点所受到的力是否具有相同的特征？如果具有相同的特征，他们相同的特征是什么？

生甲：具有相同的特征，他们相同的特征是都受到大小方向都不变的恒力，且恒力方向都与初速度方向相垂直。

师：再分析一下，这三个问题中质点的运动特征是否相同？如果相同，那么他们都属于哪一类型的运动？

生乙：运动特征相同，他们都是平抛运动或与平抛运动具有相同特征的运动。

师：这种运动特征与平抛运动相同的运动我们一般称为类平抛运动，所以，带电粒子在电场中的偏转运动的一种是类平抛运动。

师：那么，根据前面的结论，这三题的解法应是相同的或相似的。师：根据平抛运动的知识，他们相同或相似的解法是什么？

生甲：在第一题中，t=，h=

1g，所以h=2；=gt，所以=g；=，所以，；对于第二题，加速度不再是特殊的g，而是普通的a，且a=，所以只需要将上一题中的g全部换成就行了。即：h=，=，=；第三题中，与第代入第二题的结果中二题不同的是力F为电场力Eq，而E=，所以力F=，只需将F=就可以了，即：h=，=，=.师：下面我们总结一下这里可以得出的结论：

（1）带电粒子以垂直与匀强电场的初速度

射入匀强电场中的偏转运动是类平抛运动，可以用与平抛运动相似的规律和方法解题。注意，相当于平抛运动中重力的是匀强电场的电场力，相当于重力加速度g的加速度是由匀强电场的电场力产生的加速度a=

=

=

；

quL2（2）在电场力方向的偏移量为h= 22mdv（3）末速度在电场力方向的分量为=；

（4）末速度与初速度方向的夹角的正切为【板书】

二． 带电粒子在电场中的偏转 1.带电粒子以垂直与匀强电场的初速度

=.射入匀强电场中的偏转运动是类平抛运动，可以用与平抛运动相似的规律和方法解题，注意，相当于平抛运动中重力的是匀强电场的电场力，相当于重力加速度g的加速度是由匀强电场的电场力产生的加速度a=

=

=

；

quL22.在电场力方向的偏移量为h= 22mdv3.末速度在电场力方向的分量为=；

4.末速度与初速度方向的夹角的正切为=.师：从前面这两大类问题的解题规律和技巧的得到过程，可以看出：这个世界有很多东西是普遍联系在一起的。那么刚才这些规律有什么运用呢？ 师：建立在带电粒子在电场中的匀变速直线运动和带电粒子在电场中的偏转这两类问题为基础的原理上的一种实验仪器是示波管或称示波器。这是这些规律的一种运用。下面我们来看看它。

师：如图甲，是示波器的原理图。

师：在电子枪中，是一个加速电场，即让电子以为零的初速做匀加速直线运动，从而进入偏转电极之间时有一个初速.而X-和Y-两个偏转电极中，实际上是水平方向和竖直方向两个偏转电场，可以让电子在其中发生水平方向和竖直方向的偏转，也就是做水平方向和竖直方向的类平抛运动。如果，没有两个偏转电场，则电子将沿直线打到荧光屏上的中心O点。当有X-方向的偏转电场时，且X-电极接正向电压，由于X高电势，电子将向X方

电极接负向电压，由于方向偏移。当有Y-高电向偏移，打在荧光屏上的位置就会向X方向偏移；如果X-势，电子将向电场时，且Y-方向偏移，打在荧光屏上的位置就会向

方向的偏转电极接正向电压，由于Y高电势，电子将向Y方向偏移，打在荧光屏上的电极接负向电压，由于

高电势，电子将向

方向偏移，位置就会向Y方向偏移；如果Y-打在荧光屏上的位置就会向

方向偏移。电子打在哪个地方，那个地方就会出现一个亮斑。所以电子打在荧光屏上的位置发生移动，亮斑就会相应的移动，从而形成相应的图像。师：示波器上一般有两个信号输入端口，一个X-如上图中的丙所示；另一个是Y-输入，一般接仪器自身锯齿状扫描电压，输入，一般外接要显示波形的信号源电压，比如要显示正弦交流电的波形，就接正弦交流电压，如上图中的乙所示。

师：下面我们用描点作图法解说一下正弦交流电压波形是如何显示出来的。师：（用描点作图法，在黑板上描点作图，解释示波器如何显示正弦交流电压波形。）【板书】

三． 示波器的原理 师：（带领学生回顾本节重点）布置作业

课本问题与练习第1、2、3、4题 板书设计

第九节

带电粒子在电场中的运动

一．带电粒子在电场中做匀变速直线运动

1.用常规的匀变速直线运动问题的解决方法来解决，注意：

（1）F=Eq；（2）E=；(3)w=qU.2.v=.二．带电粒子在电场中的偏转 1.带电粒子以垂直与匀强电场的初速度

射入匀强电场中的偏转运动是类平抛运动，可以用与平抛运动相似的规律和方法解题，注意，相当于平抛运动中重力的是匀强电场的电场力，相当于重力加速度g的加速度是由匀强电场的电场力产生的加速度a=

=

=

；

quL22.在电场力方向的偏移量为h=

2mdv23.末速度在电场力方向的分量为=；

4.末速度与初速度方向的夹角的正切为三．示波器的原理

=.

第三篇：物理：1.9《带电粒子在电场中的运动》说课稿

第九节、带电粒子在电场中的运动说课

柳林一中

杨改艳

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。

八、教学过程

(一)预习检查、总结疑惑

教师活动：引导学生复习回顾相关知识点（1）牛顿第二定律的内容是什么?（2）动能定理的表达式是什么?（3）平抛运动的相关知识点。（4）静电力做功的计算方法。

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

[学生活动：结合所学知识，自主分析推导。

（教师抽查学生活动结果并展示，教师激励评价）

3、示波管的原理

出示示波器，教师演示操作 ①光屏上的亮斑及变化。②扫描及变化。

③竖直方向的偏移并调节使之变化。

④机内提供的正弦电压观察及变化的观察。学生观察示波器的现象。

学生活动：结合推导分析教师演示现象。

（四）反思总结，当堂检测。

教师组织学生反思总结本节课的主要内容，并进行当堂检测。1．带电粒子的加速

(1)动力学分析：带电粒子沿与电场线平行方向进入电场，受到的电场力与运动方向在同一直线上，做加(减)速直线运动，如果是匀强电场，则做匀加(减)速运动．

(2)功能关系分析：粒子只受电场力作用，动能变化量等于电势能的变化量．

(初速度为零)；

此式适用于一切电场． 2．带电粒子的偏转

(1)动力学分析：带电粒子以速度v0垂直于电场线方向飞入两带电平行板产生的匀强电场中，受到恒定的与初速度方向成900角的电场力作用而做匀变速曲线运动(类平抛运动)．

(2)运动的分析方法(看成类平抛运动)：

①沿初速度方向做速度为v0的匀速直线运动．

②沿电场力方向做初速度为零的匀加速直线运动．

（五）布置预习。

1、书面完成 “问题与练习”第3、4、5题；思考并回答第1、2题。

2、课下阅读课本“科学足迹”和“科学漫步”中的两篇文章。

第四篇：1.9 带电粒子在电场中的运动教案范文

马洪旭新课标精品教案系列-选修3-1

1．8 带电粒子在电场中的运动

教学三维目标

（一）知识与技能

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．知道示波管的主要构造和工作原理。

（二）过程与方法

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。

（三）情感态度与价值观

1．渗透物理学方法的教育：运用理想化方法，突出主要因素，忽略次要因素，不计粒子重力。

2．培养学生综合分析问题的能力，体会物理知识的实际应用。重点：带电粒子在电场中的加速和偏转规律

难点：带电粒子在电场中的偏转问题及应用。教学过程：

（一）复习力学及本章前面相关知识

要点：动能定理、平抛运动规律、牛顿定律、场强等。

（二）新课教学

1．带电粒子在电场中的运动情况（平衡、加速和减速）

⑴．若带电粒子在电场中所受合力为零时，即∑F＝0时，粒子将保持静止状态或匀速直线运动状态。

例 ：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，qEmg，因为所受重力竖直向下，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。

⑵．若∑F≠0（只受电场力）且与初速度方向在同一直线上，带电粒子将做加速或减速直线运动。(变速直线运动)◎打入正电荷（右图），将做匀加速直线运动。

设电荷所带的电量为q，板间场强为E 电势差为U，板距为d, 电荷到达另一极板的速度为v,则

电场力所做的功为：WqUqEL

2粒子到达另一极板的动能为：Ek1 2mv221由动能定理有：qU1（或 对恒力）mvqELmv22第1页（共3页）马洪旭新课标精品教案系列-选修3-1

※若初速为v0，则上列各式又应怎么样？让学生讨论并列出。◎若打入的是负电荷（初速为v0），将做匀减速直线运动，其运动情况可能如何，请学生讨论，并得出结论。

请学生思考和讨论课本P33问题 分析讲解例题1。（详见课本P33）

【思考与讨论】若带电粒子在电场中所受合力∑F≠0，且与初速度方向有夹角(不等于0°，180°)，则带电粒子将做什么运动？（曲线运动）---引出

2．带电粒子在电场中的偏转（不计重力，且初速度v0⊥E，则带电粒子将在电场中做类平抛运动）

复习：物体在只受重力的作用下，被水平抛出，在水平方向上不受力，将做匀速直线运动，在竖直方向上只受重力，做初速度为零的自由落体运动。物体的实际运动为这两种运动的合运动。

详细分析讲解例题2。

解：粒子v0在电场中做类平抛运动

沿电场方向匀速运动所以有：Lv0t

①

2电子射出电场时，在垂直于电场方向偏移的距离为： y

1② at2粒子在垂直于电场方向的加速度：aFeEeU

③ mmmd1eUL由①②③得：y2mdv0代入数据得：y0.36m



④ 2即电子射出时沿垂直于板面方向偏离0.36m 电子射出电场时沿电场方向的速度不变仍为v0，而垂直于电场方向的速度：

vateUL

⑤ mdv0故电子离开电场时的偏转角为：tan代入数据得：=6.8° 【讨论】：若这里的粒子不是电子，而是一般的带电粒子，则需考虑重力，上列各式又需怎样列？指导学生列出。

3．示波管的原理

（1）示波器：用来观察电信号随

veUL

⑥ 2v0mdv0第2页（共3页）马洪旭新课标精品教案系列-选修3-1

时间变化的电子仪器。其核心部分是示波管

（2）示波管的构造：由电子枪、偏转电极和荧光屏组成（如图）。

（3）原理：利用了电子的惯性小、荧光物质的荧光特性和人的视觉暂留等，灵敏、直观地显示出电信号随间变化的图线。

◎让学生对P35的【思考与讨论】进行讨论。

（三）小结：

1、研究带电粒子在电场中运动的两条主要线索

带电粒子在电场中的运动，是一个综合电场力、电势能的力学问题，研究的方法与质点动力学相同，它同样遵循运动的合成与分解、力的独立作用原理、牛顿运动定律、动能定理、功能原理等力学规律．研究时，主要可以按以下两条线索展开．

（1）力和运动的关系——牛顿第二定律

根据带电粒子受到的电场力，用牛顿第二定律找出加速度，结合运动学公式确定带电粒子的速度、位移等．这条线索通常适用于恒力作用下做匀变速运动的情况．

（2）功和能的关系——动能定理

根据电场力对带电粒子所做的功，引起带电粒子的能量发生变化，利用动能定理或从全过程中能量的转化，研究带电粒子的速度变化，经历的位移等．这条线索同样也适用于不均匀的电场．

2、研究带电粒子在电场中运动的两类重要的思维技巧（1）类比与等效

电场力和重力都是恒力，在电场力作用下的运动可与重力作用下的运动类比．例如，垂直射入平行板电场中的带电粒子的运动可类比于平抛，带电单摆在竖直方向匀强电场中的运动可等效于重力场强度g值的变化等．

（2）整体法(全过程法)电荷间的相互作用是成对出现的，把电荷系统的整体作为研究对象，就可以不必考虑其间的相互作用．

电场力的功与重力的功一样，都只与始末位置有关，与路径无关．它们分别引起电荷电势能的变化和重力势能的变化，从电荷运动的全过程中功能关系出发(尤其从静止出发末速度为零的问题)往往能迅速找到解题入口或简化计算．

（四）巩固新课：

1、引导学生完成问题与练习。1、3、4做练习。作业纸。

2、阅读教材内容，及P36-37的【科学足迹】、【科学漫步】

教后记

1、带电粒子在电场中的运动是综合性非常强的知识点，对力和运动的关系以及动量、能量的观点要求较高，是高考的热点之一，所以教学时要有一定的高度。

2、学生对于带电粒子在电场中的运动的处理局限于记住偏转量和偏转角的公式，不能从力和运动的关系角度高层次的分析，这样的能力可能要到高三一轮复习结束才能具备。

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第五篇：《带电粒子在电场中的运动》教案1

《带电粒子在电场中的运动》教案

(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 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 教学方法

讲授法、归纳法、互动探究法 教具 多媒体课件

教学过程(一)引入新课

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。(二)进行新课

教师活动：引导学生复习回顾相关知识点(1)牛顿第二定律的内容是什么？(2)动能定理的表达式是什么？(3)平抛运动的相关知识点。(4)静电力做功的计算方法。

学生活动：结合自己的实际情况回顾复习。师生互动强化认识：(1)a=F合/m(注意是F合)(2)W合=△Ek=Ek2Ek1(注意是合力做的功)(3)平抛运动的相关知识

(4)W=F·scosθ(恒力→匀强电场)

W=qU(任何电场)

1、带电粒子的加速 教师活动：提出问题

要使带电粒子在电场中只被加速而不改变运动方向该怎么办？

(相关知识链接：合外力与初速度在一条直线上，改变速度的大小；合外力与初速度成90°，仅改变速度的方向；合外力与初速度成一定角度θ，既改变速度的大小又改变速度的方向)学生探究活动：结合相关知识提出设计方案并互相讨论其可行性。学生介绍自己的设计方案。

师生互动归纳：(教师要对学生进行激励评价)方案1：v0=0，仅受电场力就会做加速运动，可达到目的。

方案2：v0≠0，仅受电场力，电场力的方向应同v0同向才能达到加速的目的。教师投影：加速示意图．

学生探究活动：上面示意图中两电荷电性换一下能否达到加速的目的？(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：不可行，直接打在板上。

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：

a=qU

md再根据

vt2-v02=2ad

可求得当带电粒子从静止开始被加速时获得的速度为：

vt=

qU2dmd2qUm

方法二：由W=qU及动能定理：

W=△Ek=1mv2-0

2得：

qU=1mv2

2到达另一板时的速度为：

v=

.2qUm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

qU=1mv2-1mv02

2所以

v=

2022qUvm

(v0=0时，v=2Uqm)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。

(2)带电粒子以初速度v0垂直于电场线方向飞入匀强电场时，受到恒定的与初速度方向成90°角的作用而做匀变速曲线运动，类似于力学中的平抛运动，平抛运动的研究方法是运动的合成和分解。

(3)带电粒子垂直进入电场中的运动也可采用运动的合成和分解的方法进行。CAI课件分解展示：

(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t。(2)粒子运动的加速度。(3)粒子受力情况分析。

(4)粒子在射出电场时竖直方向上的偏转距离。(5)粒子在离开电场时竖直方向的分速度。(6)粒子在离开电场时的速度大小。(7)粒子在离开电场时的偏转角度θ。[学生活动：结合所学知识，自主分析推导。(教师抽查学生活动结果并展示，教师激励评价)投影示范解析：

解：由于带电粒子在电场中运动受力仅有电场力(与初速度垂直且恒定)，不考虑重力，故带电粒子做类平抛运动。

粒子在电场中的运动时间

t=

L v0加速度

a=Eq=qU/md

m竖直方向的偏转距离：

y=1at2=

21UqL2qL2()U.22mdv02mv0dv1=at=粒子离开电场时竖直方向的速度为

UqL

mdv0 速度为：

v=

UqL222v12v0()v0mdv0粒子离开电场时的偏转角度θ为：

tanθ=

v1qLqLUarctanU.22v0mv0dmv0d

拓展：若带电粒子的初速v0是在电场的电势差U1下加速而来的(从零开始)，那么上面的结果又如何呢？(y，θ)学生探究活动：动手推导、互动检查。(教师抽查学生推导结果并展示： 结论：

y=

UL24U1d

θ=arctan

UL 2U1d与q、m无关。

3、示波管的原理

出示示波器，教师演示操作 ①光屏上的亮斑及变化。②扫描及变化。

③竖直方向的偏移并调节使之变化。④机内提供的正弦电压观察及变化的观察。

学生活动：观察示波器的现象。阅读课本相关内容探究原因。教师点拨拓展，师生互动探究：

多媒体展示：示波器的核心部分是示波管，由电子枪、偏转电极和荧光屏组成。投影：示波管原理图：

电子枪中的灯丝K发射电加速电场加速后，得到的速度v0=

子，经为：

2qU1m如果在偏转电极yy上加电压电子在偏转电极离开偏转电极yy后沿直线前yy的电场中发生偏转．进，打在荧光屏上的亮斑在竖直方向发生偏移．其偏移量y为y=y+Ltanθ

因为y=

θ

qL2U22mv0dqL222mv0d

tan

qLU2mv0d

qLU2mv0d所以y=·U+L·

=qLL·U=(L+L)tanθ

(L)222mv0d如果U=Umax·sinωt则y=ymax·sinωt 学生活动：结合推导分析教师演示现象。(三)课堂总结、点评 1．带电粒子的加速

(1)动力学分析：带电粒子沿与电场线平行方向进入电场，受到的电场力与运动方向在同一直线上，做加(减)速直线运动，如果是匀强电场，则做匀加(减)速运动．

(2)功能关系分析：粒子只受电场力作用，动能变化量等于电势能的变化量．

(初速度为零)；11212 此式适用于一切电场． 2qUmvqUmvmv022

22．带电粒子的偏转

(1)动力学分析：带电粒子以速度v0垂直于电场线方向飞入两带电平行板产生的匀强电场

0中，受到恒定的与初速度方向成90角的电场力作用而做匀变速曲线运动(类平抛运动)．

(2)运动的分析方法(看成类平抛运动)：

①沿初速度方向做速度为v0的匀速直线运动．

②沿电场力方向做初速度为零的匀加速直线运动．

(四)布置作业

1、书面完成 “问题与练习”第3、4、5题；思考并回答第1、2题。

2、课下阅读课本“科学足迹”和“科学漫步”中的两篇文章。