2022年高考物理第一輪復(fù)習(xí) 帶電粒子在電場中的運動教案 新人教版
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2022年高考物理第一輪復(fù)習(xí) 帶電粒子在電場中的運動教案 新人教版
2022年高考物理第一輪復(fù)習(xí) 帶電粒子在電場中的運動教案 新人教版考點分析:1. 考綱中帶電粒子在電場中的運動屬II級目標(biāo),要加強理解與應(yīng)用。2. 該考點主要出現(xiàn)在選擇題和計算題中。教學(xué)目標(biāo):1. 知識與技能 (1)了解帶電粒子在電場中運動的類型和相應(yīng)規(guī)律,夯實基礎(chǔ)。 (2)了解帶電粒子在電場中運動-只受電場力,帶電粒子做勻變速運動。 (3)重點掌握初速度與場強方向垂直的帶電粒子在電場中的運動(類平拋運動)。2. 過程與方法 (1)通過帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)學(xué)會類比的方法、培養(yǎng)化繁為簡、化曲為直的思維方法。 (2)通過學(xué)生綜合利用力學(xué)和電學(xué)知識分析解決帶電粒子在電場中的運動問題提煉解題的方法。3. 情感態(tài)度與價值觀 (1)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究的意志品質(zhì)。 (2)滲透物理學(xué)方法的教育:突出主要因素,忽略次要因素(不計帶電粒子的重力)。重點:帶電粒子在電場中的直線和曲線運動規(guī)律。難點:帶電粒子在電場中的直線和曲線運動規(guī)律的應(yīng)用。教學(xué)方法:引導(dǎo)講授法,課件輔助教學(xué)法。教學(xué)過程:一、夯實基礎(chǔ)1. 帶電粒子在電場中的加速帶電粒子在電場中加速,若不計帶電粒子的重力,則電場力對帶電粒子做的功等于帶電粒子 的增量。(1)在勻強電場中: (2)在非勻強電場中: 2.帶電粒子在勻強電場中的偏轉(zhuǎn)(1)如果帶電粒子以初速度v0垂直場強方向進入勻強電場中,不考慮重力時,則帶電粒子在電場中將做類平拋運動,如圖所示(2)類平拋運動的一般處理方法:將粒子的運動分解為沿初速度方向的 運動和沿電場方向的 運動。(化繁為簡,化曲為直的思維方法)(3)基本公式:運動時間(板長為l,板間距離為d,板間電壓為U)。加速度: = 離開電場的偏轉(zhuǎn)量:= 速度偏轉(zhuǎn)角為: = 位移偏轉(zhuǎn)角為:= (4)兩個重要推論I粒子從偏轉(zhuǎn)電場射出時,就像是從極板間的處沿直線射出。II不同的帶電粒子,由靜止經(jīng)同一加速電場U1加速,再經(jīng)同一偏轉(zhuǎn)電場U2偏轉(zhuǎn)后,偏轉(zhuǎn)量y與末速度v的方向均相同。二、 帶電粒子在電場中的運動(一)、直線運動回顧判斷物體做何種運動的方法:物體所受合外力與初速度方向之間的關(guān)系決定物體做何種運動。1.條件:粒子受合力為零或合力與初速度方向共線。粒子在電場中運動重力是否需要考慮:(1)對于電子、質(zhì)子、粒子。其它原子核或正負離子等,在沒有特殊說明時均不考慮重力。(2)對帶電液滴、帶電小球、帶電塵埃沒有特殊說明時,一般要考慮重力。(3)考慮重力后造成題目無法解答時,忽略重力。2.分類:勻速直線運動;加速直線運動;減速直線運動。3.方法:(1)牛頓第二定律及運動學(xué)公式(動力學(xué)觀點);(2)動能定理(能量的觀點)。例1.質(zhì)量為m、帶電荷量為q的微粒在O點以初速度v0與水平方向成角射出,如圖所示,微粒在運動過程中所受阻力的大小恒為f.(1)若加上大小一定、方向水平向左的勻強電場,保證微粒沿v0方向做直線運動,并且經(jīng)過一段時間后微粒又回到O點,求微?;氐絆點時的速率?(2)如果在某方向上加上一定大小的勻強電場后,能保證微粒仍沿v0方向做直線運動,試求所加勻強電場電場強度的最小值?誘思啟導(dǎo)(1) 微粒的重力能忽略嗎?結(jié)合微粒的運動情況進行分析。(2) 電場強度沿什么方向時才最???題后反思:帶電粒子在電場中的運動,綜合了靜電場和力學(xué)的知識,分析方法和力學(xué)的分析方法基本相同:先分析受力情況,再分析運動狀態(tài)和運動過程(平衡、加速、減速;直線還是曲線),然后選用恰當(dāng)?shù)囊?guī)律解題。我們在復(fù)習(xí)中,要經(jīng)常思考一題多解的問題,提升自己的思維能力。(二)、曲線運動1.條件:合力與初速度不共線。2.分類:加速曲線運動;減速曲線運動;勻速圓周運動。我們重點分析合力與初速度垂直的類平拋運動,即帶電粒子在勻強電場中的偏轉(zhuǎn)。3.方法:(1)如帶電粒子所受合外力為恒力或題目中涉及速度方向,一般采用運動的合成與分解的方法研究,把曲線運動分解成兩個直線運動,類似于平拋運動的處理方法,然后根據(jù)牛頓第二定律和運動學(xué)公式求解。(2)若題目中僅涉及速度的大小而不涉及速度的方向,或帶電粒子所受的合外力為變力一般應(yīng)用動能定理求解。例2.如圖所示為研究電子槍中電子(質(zhì)量為m,電荷量為e)在電場中運動的簡化模型示意圖在xOy平面的ABCD區(qū)域內(nèi),存在兩個場強大小均為E的勻強電場和,兩電場的邊界均是邊長為L的正方形(不計電子所受重力)(1)在該區(qū)域AB邊的中點處由靜止釋放電子,求電子離開ABCD區(qū)域的位置(2)在電場區(qū)域內(nèi)適當(dāng)位置由靜止釋放電子,電子恰能從ABCD區(qū)域左下角D處離開,求所有釋放點的位置題后反思:本題是電場加速和偏轉(zhuǎn)的典例,但物理情景新穎,只要我們分析清電子運動的情況,根據(jù)動力學(xué)的規(guī)律即可求解。板書設(shè)計:帶電粒子在電場中的運動一、夯實基礎(chǔ)二、帶電粒子在電場中的運動(一)、直線運動1.條件:粒子受合力為零或合力與初速度方向共線。2.分類:勻速直線運動;加速直線運動;減速直線運動。3.方法:(1)牛頓第二定律及運動學(xué)公式(動力學(xué)觀點);(2)動能定理(能量的觀點)。(二)、曲線運動1.條件:合力與初速度不共線。2.分類:加速曲線運動;減速曲線運動。3.方法:(1)如帶電粒子所受合外力為恒力或題目中涉及速度方向,一般采用運動的合成與分解的方法研究,把曲線運動分解成兩個直線運動,類似于平拋運動的處理方法,然后根據(jù)牛頓第二定律和運動學(xué)公式求解。(2)若題目中僅涉及速度的大小而不涉及速度的方向,或帶電粒子所受的合外力為變力一般應(yīng)用動能定理求解。