帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)的教案示例

1、.蝿羇蒂薆螅羆膂葿蟻羅芄蚄薇羄莆蕆袆羃肆蚃螂肂膈蒅蚈肂芀蟻薄肁莃蒄羂肀膂芇袈聿芅薂螄肈莇蒞蝕肇肇薀薆肆腿莃裊膆芁蕿螁膅莄莁蚇膄肅薇薃膃芆莀羂膂莈蚅袇膁蒀蒈螃膀膀蚃蠆螇節(jié)蒆薅螆蒞螞襖裊肄蒅螀襖膆蝕蚆襖荿蒃螞袃蒁莆羈袂膁薁袇袁芃莄螃袀蒞蕿蠆罿肅莂薅羈膇薈袃羈芀莁蝿羇蒂薆螅羆膂葿蟻羅芄蚄薇羄莆蕆袆羃肆蚃螂肂膈蒅蚈肂芀蟻薄肁莃蒄羂肀膂芇袈聿芅薂螄肈莇蒞蝕肇肇薀薆肆腿莃裊膆芁蕿螁膅莄莁蚇膄肅薇薃膃芆莀羂膂莈蚅袇膁蒀蒈螃膀膀蚃蠆螇節(jié)蒆薅螆蒞螞襖裊肄蒅螀襖膆蝕蚆襖荿蒃螞袃蒁莆羈袂膁薁袇袁芃莄螃袀蒞蕿蠆罿肅莂薅羈膇薈袃羈芀莁蝿羇蒂薆螅羆膂葿蟻羅芄蚄薇羄莆蕆袆羃肆蚃螂肂膈蒅蚈肂芀蟻薄肁莃蒄羂肀膂芇袈聿芅薂螄肈莇

2、蒞蝕肇肇薀薆肆腿莃裊膆芁蕿螁膅莄莁蚇膄肅薇薃膃芆莀羂膂莈蚅袇膁蒀蒈螃膀膀蚃蠆螇節(jié)蒆薅螆蒞螞襖裊肄蒅螀襖膆蝕蚆襖荿蒃螞袃蒁莆羈袂膁薁袇袁芃莄螃袀蒞蕿蠆罿肅莂薅羈膇薈袃羈芀莁蝿羇蒂薆螅羆膂葿蟻羅芄蚄薇羄莆蕆袆羃肆蚃螂肂膈蒅蚈肂芀蟻薄肁莃蒄羂肀膂 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 一、教學(xué)目標(biāo)1了解帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)只受電場(chǎng)力，帶電粒子做勻變速運(yùn)動(dòng)。2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)。3滲透物理學(xué)方法的教育：運(yùn)用理想化方法，突出主要因素，忽略次要因素，不計(jì)粒子重力。二、重點(diǎn)分析初速度與場(chǎng)強(qiáng)方向垂直的帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，沿電場(chǎng)方向（或反向）做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，垂直于

3、電場(chǎng)方向?yàn)閯蛩僦本€運(yùn)動(dòng)。三、主要教學(xué)過(guò)程1帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)情況若帶電粒子在電場(chǎng)中所受合力為零時(shí)，即F=0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)。例 帶電粒子在電場(chǎng)中處于靜止?fàn)顟B(tài)，該粒子帶正電還是負(fù)電？分析 帶電粒子處于靜止?fàn)顟B(tài)，F(xiàn)=0，mg=Eq，因?yàn)樗苤亓ωQ直向下，所以所受電場(chǎng)力必為豎直向上。又因?yàn)閳?chǎng)強(qiáng)方向豎直向下，所以帶電體帶負(fù)電。若F0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)）打入正電荷，將做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。打入負(fù)電荷，將做勻減速直線運(yùn)動(dòng)。若F0，且與初速度方向有夾角（不等于0°，180°），帶電粒子將做曲線運(yùn)動(dòng)。mqEq，

4、合外力豎直向下v0與F夾角不等于0°或180°，帶電粒子做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。在第三種情況中重點(diǎn)分析類平拋運(yùn)動(dòng)。2若不計(jì)重力，初速度v0E，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，被水平拋出，在水平方向上不受力，將做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在豎直方向上只受重力，做初速度為零的自由落體運(yùn)動(dòng)。物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)為這兩種運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)。與此相似，不計(jì)mg，v0E時(shí)，帶電粒子在磁場(chǎng)中將做類平拋運(yùn)動(dòng)。板間距為d，板長(zhǎng)為L(zhǎng)，初速度v0，板間電壓為U，帶電粒子質(zhì)量為m，帶電量為+q。粒子在與電場(chǎng)方向垂直的方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，x=v0t；在沿電為側(cè)移。若粒子能穿過(guò)電場(chǎng)，而不打在極板上，

5、側(cè)移量為多少呢？證明注：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(méi)有從電場(chǎng)中穿出，此時(shí)v0t不再等于板長(zhǎng)L，應(yīng)根據(jù)情況進(jìn)行分析。3設(shè)粒子帶正電，以v0進(jìn)入電壓為U1的電場(chǎng)，將做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，穿過(guò)電場(chǎng)時(shí)速度增大，動(dòng)能增大，所以該電場(chǎng)稱為加速電場(chǎng)。進(jìn)入電壓為U2的電場(chǎng)后，粒子將發(fā)生偏轉(zhuǎn)，設(shè)電場(chǎng)稱為偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)?！纠?】質(zhì)量為m的帶電粒子，以初速度v0進(jìn)入電場(chǎng)后沿直線運(yùn)動(dòng)到上極板。（1）物體做的是什么運(yùn)動(dòng)？（2）電場(chǎng)力做功多少？（3）帶電體的電性？分析 物體做直線運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)應(yīng)與v0在同一直線上。對(duì)物體進(jìn)行受力分析，若忽略mg，則物體只受Eq，方向不可能與v0在同一直線上，所以不能忽略m

6、g。同理電場(chǎng)力Eq應(yīng)等于mg，否則合外力也不可能與v0在同一直線上。所以物體所受合力為零，應(yīng)做勻速直線運(yùn)動(dòng)。電場(chǎng)力功等于重力功，Eg·d=mgd。電場(chǎng)力與重力方向相反，應(yīng)豎直向上。又因?yàn)殡妶?chǎng)強(qiáng)度方向向下，所以物體應(yīng)帶負(fù)電。【例2】 如圖，一平行板電容器板長(zhǎng)L=4cm，板間距離為d=3cm，傾斜放置，使板面與水平方向夾角=37°，若兩板間所加電壓 U=100V，一帶電量q= 3×1010C的負(fù)電荷以v0=0.5ms的速度自 A板左邊緣水平進(jìn)入電場(chǎng)，在電場(chǎng)中沿水平方向運(yùn)動(dòng)，并恰好從B板右邊緣水平飛出，則帶電粒子從電場(chǎng)中飛出時(shí)的速度為多少？帶電粒子質(zhì)量為多少？解分析 帶

7、電粒子能沿直線運(yùn)動(dòng)，所受合力與運(yùn)動(dòng)方向在同一直線上，由此可知重力不可忽略，受力如圖所示。電場(chǎng)力在豎直方向的分力與重力等值反向。帶電粒子所受合力與電場(chǎng)力在水平方向的分力相同。根據(jù)動(dòng)能定理例 一質(zhì)量為m，帶電量為+q的小球從距地面高h(yuǎn)處以一定的初速度水平拋出。在距拋出點(diǎn)水平距離為L(zhǎng)處，有一根管口比小球直徑略大撞地通過(guò)管子，可在管子上方的整個(gè)區(qū)域里加一個(gè)場(chǎng)強(qiáng)方向水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)。如圖：求：（1）小球的初速度v；（2）電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小；（3）小球落地時(shí)的動(dòng)能。解 小球在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，水平方向在電場(chǎng)力作用下應(yīng)做減速運(yùn)動(dòng)。到達(dá)管口上方時(shí)，水平速度應(yīng)為零。小球運(yùn)動(dòng)至管口的時(shí)間由豎直方向的運(yùn)動(dòng)決定： 莃裊膆芁蕿螁膅莄莁蚇膄肅薇蚃膃芆莀羂膂莈蚅袈膁蒀蒈螃膀膀蚃蠆膀節(jié)蒆羈艿蒞螞襖羋蕆蒅螀芇膆蝕螆襖荿薃螞袃蒁螈羈袂膁薁袇袁芃螇螃袀蒞蕿蠆罿蒈莂羇羈膇薈袃羈芀莁衿羇蒂蚆螅羆膂葿蟻羅芄蚄羀羄莆蕆袆羃葿蚃螂肂膈蒅蚈肂芀蟻薄肁莃蒄羂肀膂蝿袈聿芅薂螄肈莇螇蝕肇葿薀罿肆腿莃裊膆芁蕿螁膅莄莁蚇膄肅薇蚃膃芆莀羂膂莈蚅袈膁蒀蒈螃膀膀蚃蠆膀節(jié)蒆羈艿蒞螞襖羋蕆蒅螀芇膆蝕螆襖荿薃螞袃蒁螈羈袂膁薁袇袁芃螇螃袀蒞蕿蠆罿蒈莂羇羈膇薈袃羈芀莁衿羇蒂蚆螅羆膂葿蟻羅芄蚄羀羄莆蕆袆羃葿蚃螂肂膈蒅蚈肂芀蟻薄肁莃蒄羂肀膂蝿袈聿芅薂螄肈莇螇蝕肇葿薀罿肆腿莃裊膆芁蕿螁膅莄莁蚇膄肅薇蚃膃芆莀羂膂莈蚅袈膁蒀蒈螃膀膀蚃蠆膀節(jié)蒆羈艿蒞螞襖羋