2019-2020年高中物理 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)應(yīng)用《回旋加速器》教學(xué)設(shè)計(jì) 新人教版選修3-1

《2019-2020年高中物理 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)應(yīng)用《回旋加速器》教學(xué)設(shè)計(jì) 新人教版選修3-1》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019-2020年高中物理 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)應(yīng)用《回旋加速器》教學(xué)設(shè)計(jì) 新人教版選修3-1（11頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、2019-2020年高中物理帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)應(yīng)用《回旋加速器》教 學(xué)設(shè)計(jì)新人教版選修3-1 【設(shè)計(jì)思想】 本節(jié)課“回旋加速器”是帶電粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的一個(gè)具體的綜合實(shí)例。本節(jié)課的主要任務(wù)在于提高學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識(shí)分析解決問題的能力，并在應(yīng)用過程中加深對(duì)電場(chǎng)和洛侖茲力的理解，同時(shí)體會(huì)科學(xué)研究的方法和思想。因此，本節(jié)課采用問題引導(dǎo)的方式，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生進(jìn)行分析討論，讓學(xué)生如同身臨其境地“參與”加速器的“設(shè)計(jì)”和“改進(jìn)”，這樣能更好地讓學(xué)生體驗(yàn)并深入理解回旋加速器的設(shè)計(jì)原理和結(jié)構(gòu)、用途。 【教學(xué)目標(biāo)】 1．了解回旋加速器的基本結(jié)構(gòu)，理解回旋加速器的設(shè)計(jì)原理 2．理解回旋加速器加

2、速帶電粒子的特點(diǎn) 3．通過回旋加速器的設(shè)計(jì)過程，加深對(duì)磁場(chǎng)和電場(chǎng)特點(diǎn)的認(rèn)識(shí) 4．經(jīng)歷回旋加速器的設(shè)計(jì)過程，體會(huì)科學(xué)研究的方法和思想 【教學(xué)重點(diǎn)】 回旋加速器對(duì)帶電粒子的加速原理及特點(diǎn) 【教學(xué)難點(diǎn)】 1．加速電場(chǎng)與帶電粒子運(yùn)動(dòng)周期的同步關(guān)系 2．帶電粒子最大動(dòng)能和最大速度的影響因素 【教學(xué)過程】 一、引入 1．類比情景導(dǎo)入 出示一個(gè)核桃，如果需要知道它內(nèi)部是怎樣的，需要怎么做？（打開看個(gè)究竟，用錘砸開） 2．課題引入科學(xué)研究也是如此，對(duì)于原子核，要深入研究或者讓原子核發(fā)生反應(yīng)，也必須用“炮彈”把它轟開。這樣的“炮彈”需要用高能粒子來充當(dāng)，通常為質(zhì)子、電子、中子、氦核等。

3、 首先需要解決的問題是，如何獲得高能粒子。 二、加速器的實(shí)現(xiàn)和改進(jìn) 1．加速原理如何獲得高能粒子呢？對(duì)于帶電粒子來說很容易想到辦法，讓帶電粒子加速。（帶電粒子在電場(chǎng)中加速） 帶電粒子經(jīng)過電場(chǎng)加速后，能夠獲得多大的能量？怎樣使這個(gè)能量高一些？ （圧K=qu，提高能量，可以提高加速電壓） 當(dāng)初科學(xué)家也是這么想的，進(jìn)行了許多嘗試去獲得高電壓，采用多級(jí)變壓器，靜電發(fā)生器等。但產(chǎn)生高壓要受到許多限制，那個(gè)年代大概只能到幾十萬伏，不足以得到所需的高能粒子。必須考慮其它的辦法。 2．加速器的改進(jìn)科學(xué)家們希望能夠利用較低的電壓，把粒子加速到高能量。 （多級(jí)加速） 多級(jí)加速思想如何實(shí)現(xiàn)？畫出示意

4、圖，解釋原理。根據(jù)示意圖，提出問題，兩個(gè)加速電場(chǎng)之間會(huì)產(chǎn)生一個(gè)減速，如何解決這個(gè)問題？ （引導(dǎo)學(xué)生考慮靜電屏蔽的方法）根據(jù)學(xué)生解釋的原理，介紹直線加速器，簡(jiǎn)單說明真實(shí)的直線加速器的實(shí)現(xiàn)（采用交流電提供電壓，各屏蔽筒長(zhǎng)度不等）出示直線加速器圖片（北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)注入器），全長(zhǎng)204米。是否占據(jù)太大空間？ 三、回旋加速器的設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu) 1．設(shè)計(jì)思想 能否進(jìn)行改進(jìn)，節(jié)省空間？ （在同一個(gè)加速電場(chǎng)中反復(fù)加速）引導(dǎo)學(xué)生討論，總結(jié)得到設(shè)計(jì)方法：利用電場(chǎng)加速，磁場(chǎng)控制軌道。2．設(shè)計(jì)思想的實(shí)現(xiàn)——原理畫出電場(chǎng)、磁場(chǎng)示意圖，請(qǐng)學(xué)生思考討論，具體應(yīng)該如何實(shí)現(xiàn)，帶電粒子如何被反復(fù)加速，大致軌道是什么樣的。

5、請(qǐng)學(xué)生自己嘗試畫出帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡。引導(dǎo)學(xué)生思考回答，同時(shí)在黑板上分析粒子在回旋加速器中加速的原理，逐步分析每一階段帶電粒子的速度、受力、軌道半徑（用半徑公式分析）。要使帶電粒子在經(jīng)過電場(chǎng)時(shí)始終加速，加速電壓的正負(fù)極有何要求？討論加速電壓的變化問題，明確加速電壓應(yīng)與粒子運(yùn)動(dòng)相配合。討論加速電壓周期和粒子圓周運(yùn)動(dòng)周期的關(guān)系，并討論粒子圓周運(yùn)動(dòng)周期的特點(diǎn)。 （通過討論，最終得到加速電壓周期與粒子圓周運(yùn)動(dòng)周期相同（同步條件），并且不隨速度增大而改變。） 3．回旋加速器的結(jié)構(gòu)引導(dǎo)學(xué)生討論：電場(chǎng)、磁場(chǎng)如何提供？粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)裝置對(duì)電場(chǎng)的屏蔽？粒子加速后從何處引出？ 介紹D形盒的巧妙之處：作為

6、電極在縫隙間形成加速電場(chǎng)；中空D形盒給粒子運(yùn)動(dòng)提供空間；D形盒內(nèi)部可屏蔽電場(chǎng)；用不易被磁化的銅材料制作。 再介紹回旋加速器各個(gè)部分及作用（D形盒、交流電源、真空裝置、強(qiáng)電磁鐵、粒子源、引出裝置）。 四、帶電粒子在回旋加速器中運(yùn)動(dòng)的討論1．帶電粒子最終能量的影響因素?cái)⑹鰩щ娏Ｗ釉诨匦铀倨髦械倪\(yùn)動(dòng)過程：帶電粒子從中心處的粒子源出發(fā)，進(jìn)入電場(chǎng)加速，再進(jìn)入磁場(chǎng)做半個(gè)周期的圓周運(yùn)動(dòng)，回到已變換方向的電場(chǎng)再次加速，再進(jìn)入磁場(chǎng)做半徑更大的圓周運(yùn)動(dòng)，如此反復(fù)，直到粒子貼近D形盒盒壁，半徑達(dá)到最大值時(shí)被引出以供使用。 提出問題，讓學(xué)生思考：如果要使加速后的粒子獲得更大的能量，可以采取哪些措施？ （引導(dǎo)

7、學(xué)生討論，首先讓學(xué)生明確最終能量即粒子被引出加速器時(shí)刻的能量。充分利用學(xué)生之間的不同意見，讓學(xué)生最終通過自己的討論得到影響因素：D形盒半徑、磁感應(yīng)強(qiáng)度B。并且通過學(xué)生的爭(zhēng)論，明確加速電壓U只影響單次加速粒子的能量增量，同時(shí)加速次數(shù)會(huì)減少，對(duì)最終能量沒有影響。討論過程中，得到最大能量的表達(dá)式。） 在核物理研究中，為了進(jìn)行更深入的研究，需要更高能量的粒子去轟擊原子核， 因此回旋加速器不斷地改進(jìn)，得到的粒子能量也不斷提高。從4.5吋、9吋、11吋、27吋、36吋，到60吋（1吋=2.54厘米），質(zhì)子加速后能量可以達(dá)到幾十兆電子伏特。27吋回旋加速器所用電磁鐵芯75噸，勵(lì)磁線圈銅線8噸。非

8、常龐大復(fù)雜的工程。 2．回旋加速器的制約因素與加速器的改進(jìn)在建造更大的回旋加速器時(shí)，在基本原理上出現(xiàn)了問題，粒子運(yùn)動(dòng)周期不再穩(wěn)定，同步條件被破壞。請(qǐng)學(xué)生猜想分析原因。 （粒子能量很高時(shí)，速度很大，必須考慮相對(duì)論效應(yīng)，粒子質(zhì)量隨速度增大而增大，回轉(zhuǎn)周期發(fā)生變化）若使電子和氘核具有相同能量，由于電子質(zhì)量遠(yuǎn)小于氘核，其速度就應(yīng)遠(yuǎn)大于氘核，它將很快收到上述相對(duì)論效應(yīng)的限制。因而回旋加速器一般用來加速較大質(zhì)量的粒子，不用以加速電子。加速電子可用“電子感應(yīng)加速器”。 要得到更大能量的粒子，需要采用同步穩(wěn)相原理，建造同步加速器。并且，再看直線加速器并不存在這個(gè)問題，可以把直線加速器做得非常大，幾公里甚

9、至幾十公里的長(zhǎng)度。 3．帶電粒子在回旋加速器中的半徑和運(yùn)動(dòng)時(shí)間的定量討論請(qǐng)課后思考： （1）前面考慮過帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，半徑不斷增大，相鄰軌道間距離是相等的嗎？?jī)上噜徿壍腊霃酱笮∮惺裁搓P(guān)系呢？ （不等距，） （2）我們清楚了帶電粒子在回旋加速器中的運(yùn)動(dòng)過程，那如果需要你計(jì)算帶電粒子在回旋加速器中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間，應(yīng)該怎樣考慮這個(gè)問題？ （分別考慮磁場(chǎng)和電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間。磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，考慮運(yùn)動(dòng)了多少圈；電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，考慮速度從0加速到最大速度的全過程） 五、總結(jié)1．本節(jié)課的主要內(nèi)容是回旋加速器，經(jīng)歷了加速器的整個(gè)設(shè)計(jì)改進(jìn)過程。 2．本節(jié)課的幾個(gè)重點(diǎn)：回旋加速器的基本設(shè)計(jì)思想（電場(chǎng)

10、加速、磁場(chǎng)控制軌道）；交變電壓周期與粒子回旋周期相同；粒子加速后的最大能量與最大半徑和磁場(chǎng)強(qiáng)弱有關(guān)，與加速電壓無關(guān)。 3．帶電粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)比較。 【板書設(shè)計(jì)】 2019-2020年高中物理帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)教案3新人教版選修3 一、教材分析本專題是是歷年高考的重點(diǎn)內(nèi)容。本專題綜合性強(qiáng)，理論分析要求高，帶電粒子的加速是電場(chǎng)的能的性質(zhì)的應(yīng)用；帶電粒子的偏轉(zhuǎn)則側(cè)重于電場(chǎng)的力的性質(zhì)，通過類比恒力作用下的曲線運(yùn)動(dòng)（平拋運(yùn)動(dòng)），理論上探究帶電粒子在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的規(guī)律。此外專題既包含了電場(chǎng)的基本性質(zhì)，又要運(yùn)用直線和曲線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，還涉及到能量的轉(zhuǎn)化和守恒

11、，有關(guān)類比和建模等科學(xué)方法的應(yīng)用也比較典型。探究帶電粒子的加速和偏轉(zhuǎn)的規(guī)律，只要做好引導(dǎo)，學(xué)生自己是能夠完成的，而且可以提高學(xué)生綜合分析問題的能力。 二、教學(xué)目標(biāo)： （一）知識(shí)與技能 1、理解帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，并能分析解決加速和偏轉(zhuǎn)方向的問題． 2、知道示波管的構(gòu)造和基本原理． （二）過程與方法通過帶電粒子在電場(chǎng)中加速、偏轉(zhuǎn)過程分析，培養(yǎng)學(xué)生的分析、推理能力 （三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀 通過知識(shí)的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生熱愛科學(xué)的精神 三、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律難點(diǎn)：運(yùn)用電學(xué)知識(shí)和力學(xué)知識(shí)綜合處理偏轉(zhuǎn)問題 四、學(xué)情分析 帶電粒子在場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)（重力場(chǎng)、

12、電場(chǎng)、磁場(chǎng)）問題，由于涉及的知識(shí)點(diǎn)眾多，要求的綜合能力較高，因而是歷年來高考的熱點(diǎn)內(nèi)容，這里需要將幾個(gè)基本的運(yùn)動(dòng)，即直線運(yùn)動(dòng)中的加速、減速、往返運(yùn)動(dòng)，曲線運(yùn)動(dòng)中的平拋運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)、勻速圓周運(yùn)動(dòng)進(jìn)行綜合鞏固和加深，同時(shí)需要將力學(xué)基本定律，即牛頓第二定律、動(dòng)量定理、動(dòng)量守恒定律、動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒定律、能量守恒定律等進(jìn)行綜合運(yùn)用。 五、教學(xué)方法講授法、歸納法、互動(dòng)探究法 六、課前準(zhǔn)備1．學(xué)生的學(xué)習(xí)準(zhǔn)備：預(yù)習(xí)牛頓第二定律的內(nèi)容是什么，能定理的表達(dá)式是什么，拋運(yùn)動(dòng)的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。 2．教師的教學(xué)準(zhǔn)備：多媒體課件制作，課前預(yù)習(xí)學(xué)案，課內(nèi)探究學(xué)案，課后延伸拓展學(xué)案 3、教具：多媒體課件 七、課

13、時(shí)安排：1課時(shí) 八、學(xué)過程 （一）預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑教師活動(dòng)：引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)回顧相關(guān)知識(shí)點(diǎn) （1）牛頓第二定律的內(nèi)容是什么? （2）動(dòng)能定理的表達(dá)式是什么? （3）平拋運(yùn)動(dòng)的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。 （4）靜電力做功的計(jì)算方法。學(xué)生活動(dòng)：結(jié)合自己的實(shí)際情況回顧復(fù)習(xí)。師生互動(dòng)強(qiáng)化認(rèn)識(shí)： （1）a=F合/m（注意是F合） （2）W合=△Ek=mu2-mu02 （注意是合力做的功） （3）平拋運(yùn)動(dòng)的相關(guān)知識(shí) （4）W=F?scos8（恒力—?jiǎng)驈?qiáng)電場(chǎng)） W=qU（任何電場(chǎng)）檢查落實(shí)了學(xué)生的預(yù)習(xí)情況并了解了學(xué)生的疑惑，使教學(xué)具有了針對(duì)性。（二）情景導(dǎo)入、展示目標(biāo)帶電粒子在電場(chǎng)中受到電場(chǎng)力的作用

14、會(huì)產(chǎn)生加速度，使其原有速度發(fā)生變化．在現(xiàn)代科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)設(shè)備中，常常利用電場(chǎng)來控制或改變帶電粒子的運(yùn)動(dòng)。具體應(yīng)用有哪些呢?本節(jié)課我們來研究這個(gè)問題．以勻強(qiáng)電場(chǎng)為例（三）合作探究、精講點(diǎn)撥 1、帶電粒子的加速教師活動(dòng)：提出問題要使帶電粒子在電場(chǎng)中只被加速而不改變運(yùn)動(dòng)方向該怎么辦? （相關(guān)知識(shí)鏈接：合外力與初速度在一條直線上，改變速度的大??；合外力與初速度成90°，僅改變速度的方向；合外力與初速度成一定角度e，既改變速度的大小又改變速度的方向）學(xué)生探究活動(dòng)：結(jié)合相關(guān)知識(shí)提出設(shè)計(jì)方案并互相討論其可行性。學(xué)生介紹自己的設(shè)計(jì)方案。 師生互動(dòng)歸納：（教師要對(duì)學(xué)生進(jìn)行激勵(lì)評(píng)價(jià)） 方案1：v0=0，僅

15、受電場(chǎng)力就會(huì)做加速運(yùn)動(dòng)，可達(dá)到目的。方案2：v0MO,僅受電場(chǎng)力，電場(chǎng)力的方向應(yīng)同v0同向才能達(dá)到加速的目的。教師投影：加速示意圖． 學(xué)生探究活動(dòng)：上面示意圖中兩電荷電性換一下能否達(dá)到加速的目的?（提示：從實(shí)際角度考慮，注意兩邊是金屬板）學(xué)生匯報(bào)探究結(jié)果：不可行，直接打在板上。 學(xué)生活動(dòng)：結(jié)合圖示動(dòng)手推導(dǎo)，當(dāng)v0=0時(shí)，帶電粒子到達(dá)另一板的速度大小。（教師抽查學(xué)生的結(jié)果展示、激勵(lì)評(píng)價(jià)） 教師點(diǎn)撥拓展：方法一：先求出帶電粒子的加速度： a= 再根據(jù) v2-v2=2ad t0 可求得當(dāng)帶電粒子從靜止開始被加速時(shí)獲得的速度為 v= t 方法二：由W=qU及動(dòng)能定理： W=\E

16、=mv2-0 k 得： qU=mv2 到達(dá)另一板時(shí)的速度為： v=. 深入探究： （1）結(jié)合牛頓第二定律及動(dòng)能定理中做功條件（W=Fscose恒力W=Uq任何電場(chǎng)）討論各方法的實(shí)用性。 （2）若初速度為v0（不等于零），推導(dǎo)最終的速度表達(dá)式。 學(xué)生活動(dòng)：思考討論，列式推導(dǎo)(教師抽查學(xué)生探究結(jié)果并展示)教師點(diǎn)撥拓展： (1) 推導(dǎo)：設(shè)初速為V。，末速為V,則據(jù)動(dòng)能定理得 qU=mv2-mv02 所以v= (v0=0時(shí)，v=)方法滲透：理解運(yùn)動(dòng)規(guī)律，學(xué)會(huì)求解方法，不去死記結(jié)論。 (2) 方法一：必須在勻強(qiáng)電場(chǎng)中使用(F=qE,F為恒力，E恒定) 方法二：由于非勻強(qiáng)

17、電場(chǎng)中，公式W=qU同樣適用，故后一種可行性更高，應(yīng)用程度更高。實(shí)例探究：課本例題1 第一步：學(xué)生獨(dú)立推導(dǎo)。第二步：對(duì)照課本解析歸納方法。第三步：教師強(qiáng)調(diào)注意事項(xiàng)。(計(jì)算先推導(dǎo)最終表達(dá)式，再統(tǒng)一代入數(shù)值運(yùn)算，統(tǒng)一單位后不用每個(gè)量都寫，只在最終結(jié)果標(biāo)出即可)過渡：如果帶電粒子在電場(chǎng)中的加速度方向不在同一條直線上，帶電粒子的運(yùn)動(dòng)情況又如何呢?下面我們通過一種較特殊的情況來研究。 2、帶電粒子的偏轉(zhuǎn) 教師投影：如圖所示，電子以初速度V。垂直于電場(chǎng)線射入勻強(qiáng)電場(chǎng)中. 問題討論： (1) 分析帶電粒子的受力情況。 (2) 你認(rèn)為這種情況同哪種運(yùn)動(dòng)類似，這種運(yùn)動(dòng)的研究方法是什么? (3) 你

18、能類比得到帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的研究方法嗎?學(xué)生活動(dòng)：討論并回答上述問題： (1)關(guān)于帶電粒子的受力，學(xué)生的爭(zhēng)論焦點(diǎn)可能在是否考慮重力上。 教師應(yīng)及時(shí)引導(dǎo)：對(duì)于基本粒子，如電子、質(zhì)子、a粒子等，由于質(zhì)量m很小，所以重力比電場(chǎng)力小得多，重力可忽略不計(jì)。 對(duì)于帶電的塵埃、液滴、小球等，m較大，重力一般不能忽略。 (2) 帶電粒子以初速度V。垂直于電場(chǎng)線方向飛入勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，受到恒定的與初速度方向成9?！憬堑淖饔枚鰟蜃兯偾€運(yùn)動(dòng)，類似于力學(xué)中的平拋運(yùn)動(dòng)，平拋運(yùn)動(dòng)的研究方法是運(yùn)動(dòng)的合成和分解。 (3) 帶電粒子垂直進(jìn)入電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)也可采用運(yùn)動(dòng)的合成和分解的方法進(jìn)行。 CAI課件分解展示：

19、 (1) 帶電粒子在垂直于電場(chǎng)線方向上不受任何力，做勻速直線運(yùn)動(dòng)。 (2) 在平行于電場(chǎng)線方向上，受到電場(chǎng)力的作用做初速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。 深入探究：如右圖所示，設(shè)電荷帶電荷量為q,平行板長(zhǎng)為L(zhǎng),兩板間距為d,電勢(shì)差為U，初速為V。. 試求： （1）帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)問 （2）粒子運(yùn)動(dòng)的加速度。 （3）粒子受力情況分析。 （4）粒子在射出電場(chǎng)時(shí)豎直方向上的偏轉(zhuǎn)距離。 （5）粒子在離開電場(chǎng)時(shí)豎直方向的分速度。 （6）粒子在離開電場(chǎng)時(shí)的速度大小。 （7）粒子在離開電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角度e。 ［學(xué)生活動(dòng)：結(jié)合所學(xué)知識(shí)，自主分析推導(dǎo)。 （教師抽查學(xué)生活動(dòng)結(jié)果并展示，教師

20、激勵(lì)評(píng)價(jià)） 投影示范解析：解：由于帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)受力僅有電場(chǎng)力（與初速度垂直且恒定），不考慮重力，故帶電粒子做類平拋運(yùn)動(dòng)。 粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t= 加速度a==qU/md 豎直方向的偏轉(zhuǎn)距離： 1UqLqL2 y=at2='（—）2U- 2mdv2mv2d 00 粒子離開電場(chǎng)時(shí)豎直方向的速度為 v1=at= UqL、 速度為：V=v2+v2=，（）2+v2 10\mdv0 10 粒子離開電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角度e為： vqLqL tan。=—i=Un0=arctanU. vmv2dmv2d 000 拓展：若帶電粒子的初速v0是在電場(chǎng)的電勢(shì)差U1下加速而

21、來的（從零開始），那么上面的結(jié)果又如何呢?（y，e學(xué)生探究活動(dòng)：動(dòng)手推導(dǎo)、互動(dòng)檢查。 （教師抽查學(xué)生推導(dǎo)結(jié)果并展示： 結(jié)論： y= 。=arctan 與q、m無關(guān)。 3、示波管的原理 出示示波器，教師演示操作 ① 光屏上的亮斑及變化。 ② 掃描及變化。 ③ 豎直方向的偏移并調(diào)節(jié)使之變化。 ④ 機(jī)內(nèi)提供的正弦電壓觀察及變化的觀察。學(xué)生活動(dòng)：觀察示波器的現(xiàn)象。 閱讀課本相關(guān)內(nèi)容探究原因。教師點(diǎn)撥拓展，師生互動(dòng)探究：多媒體展示：示波器的核心部分是示波管，由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成投影：示波管原理圖： 電子槍中的燈絲K發(fā)射電子，經(jīng)加速電場(chǎng)加速后，得到的速度為:

22、 如果在偏轉(zhuǎn)電極上加電壓電子在偏轉(zhuǎn)電極的電場(chǎng)中 發(fā)生偏轉(zhuǎn)．離開偏轉(zhuǎn)電極后沿直線前進(jìn)，打在熒光屏 v= 上的亮斑在豎直方向發(fā)生偏移.其偏移量為=y+Ltane 因?yàn)閥=tan 所以=?U+L? =?U=(L+)tane 如果U=Umax?sinet貝歸?sinet max 學(xué)生活動(dòng):結(jié)合推導(dǎo)分析教師演示現(xiàn)象。 （四）反思總結(jié)，當(dāng)堂檢測(cè)。 教師組織學(xué)生反思總結(jié)本節(jié)課的主要內(nèi)容，并進(jìn)行當(dāng)堂檢測(cè)。 1. 帶電粒子的加速 （1）動(dòng)力學(xué)分析:帶電粒子沿與電場(chǎng)線平行方向進(jìn)入電場(chǎng)，受到的電場(chǎng)力與運(yùn)動(dòng)方向在同一直線上，做加（減）速直線運(yùn)動(dòng)，如果是勻強(qiáng)電場(chǎng)，貝做勻加（減）速運(yùn)動(dòng).（2）

23、功能關(guān)系分析:粒子只受電場(chǎng)力作用，動(dòng)能變化量等于電勢(shì)能的變化量. 2. 帶電粒子的偏轉(zhuǎn) （1）動(dòng)力學(xué)分析：帶電粒子以速度V。垂直于電場(chǎng)線方向飛入兩帶電平行板產(chǎn)生的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，受到恒定的與初速度方向成900角的電場(chǎng)力作用而做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)（類平拋運(yùn)動(dòng)）. （2）運(yùn)動(dòng)的分析方法（看成類平拋運(yùn)動(dòng)）： ① 沿初速度方向做速度為V。的勻速直線運(yùn)動(dòng). ② 沿電場(chǎng)力方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng). （五）發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置預(yù)習(xí)。 1、書面完成“問題與練習(xí)”第3、4、5題；思考并回答第1、2題。 2、課下閱讀課本“科學(xué)足跡”和“科學(xué)漫步”中的兩篇文章。九板書設(shè)計(jì) 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) （一

24、）、帶電粒子的加速 由W=qU及動(dòng)能定理： W=\E=mv2-0k 得： qU=mv2 到達(dá)另一板時(shí)的速度為： v= 設(shè)初速為V。，末速為v,則據(jù)動(dòng)能定理得 qU=mv2-mv02所以v= （v0=0時(shí)，v=） （二）、帶電粒子的偏轉(zhuǎn) 1UqL y=at2=-()2 2mdv 0 qL^U. 2mv2d 0 vqL tan0=」=U0 vmv2d 00 qL =arctanU. mv2d 0 示波管的原理 十、教學(xué)反思本節(jié)內(nèi)容是關(guān)于帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)情況 三）、 是電學(xué)和力學(xué)知識(shí)的綜合，帶電粒子在 電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，常見的有加速、減速、偏轉(zhuǎn)、圓運(yùn)動(dòng)等等，規(guī)律跟力學(xué)是相同的，只是在分 析物體受力時(shí)，注意分析電場(chǎng)力，同時(shí)注意：為了方便問題的研究，對(duì)于微觀粒子的電荷，因?yàn)橹亓Ψ浅Ｐ?，我們可以忽略不?jì)．對(duì)于示波管，實(shí)際就是帶電粒子在電場(chǎng)中的加速偏轉(zhuǎn)問題的實(shí)際應(yīng)用．