2019-2020年高中物理《帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》教案5 新人教版選修3-1.doc

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2019-2020年高中物理《帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》教案5 新人教版選修3-1 教學(xué)目的 1．知道利用電場(chǎng)可以使帶電粒子加速和偏轉(zhuǎn)，了解本節(jié)知識(shí)在實(shí)際中的應(yīng)用． 2．掌握分析和解決帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)問題的思路和方法． 3．了解示波管的構(gòu)造和基本原理． 教學(xué)重點(diǎn)： 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)，垂直于電場(chǎng)方向?yàn)閯蛩僦本€運(yùn)動(dòng)。 教學(xué)過程： ●新課教學(xué) 探討帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)規(guī)律的方法． 【板書】第8節(jié) 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 一、帶電粒子的加速 1．勻強(qiáng)電場(chǎng)中的加速問題 如課本圖1.8-1所示，在正極板處有一帶正電離子，電量為q，初速度為v1=0，不計(jì)重力；兩豎直平行金屬板間距離為d，電勢(shì)差為U，有幾種方法可求出正離子到達(dá)負(fù)極板時(shí)的速度v2？ 學(xué)生小組討論后，總結(jié)： (請(qǐng)同學(xué)比較在題設(shè)條件下哪種方法更簡(jiǎn)便)． 提出問題：如何解決帶電粒子在非勻強(qiáng)電場(chǎng)中的加速問題？ (q在勻強(qiáng)電場(chǎng)中加速，電場(chǎng)力為變力，只可用能量觀點(diǎn)求解．) 【板書】2．非勻強(qiáng)電場(chǎng)中的加速問題qU=ΔEk 若帶電粒子經(jīng)電場(chǎng)加速后，速度太小，還不能滿足需要，怎么辦？可以由同學(xué)討論提出解決辦法(引導(dǎo)提出多級(jí)加速問題)人們又制造了多級(jí)加速器． 【板書】3．多級(jí)加速器 可以使帶電粒子獲得更高的能量．如圖1金屬筒內(nèi)無電場(chǎng)，帶電粒子每經(jīng)過相鄰兩金屬筒的縫隙便被加速，以很高能量打到靶上． 如果使帶電粒子具有一定的初速度v0，同時(shí)要受到與初速度v0不在同一直線上的合外力作用，它將要做曲線運(yùn)動(dòng)，其中最簡(jiǎn)單的情況是：粒子只受電場(chǎng)力作用，且初速度v0方向垂直于電場(chǎng)． 二、帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn) 【板圖】(參見課本圖1.8-3) 已知：帶電粒子電性為負(fù)，電量大小為q，質(zhì)量為m，重力不計(jì)，初速度v0垂直于場(chǎng)強(qiáng)． 勻強(qiáng)電場(chǎng)：真空中YY′極板水平放置，二板距離為d，電勢(shì)差為U，板長(zhǎng)為l． 學(xué)生討論下述幾個(gè)問題：－q受力情況如何？運(yùn)動(dòng)性質(zhì)如何？它的運(yùn)動(dòng)與力學(xué)中的哪種運(yùn)動(dòng)相似？用什么方法研究－q運(yùn)動(dòng)規(guī)律從而求出它射出電場(chǎng)時(shí)在豎直方向偏移原運(yùn)動(dòng)方向的距離y、末速度v及偏轉(zhuǎn)角Φ 【模擬演示】電子束在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)，給出電場(chǎng)方向，先是讓學(xué)生猜想電子束偏轉(zhuǎn)軌跡如何，再用模擬驗(yàn)證，以調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，然后再做定量分析． 這種帶電粒子的勻變速曲線運(yùn)動(dòng)可以用能量觀點(diǎn)研究，也可用運(yùn)動(dòng) 種觀點(diǎn)研究． 【板書】水平：勻速直線運(yùn)動(dòng)：vx=v0、l=v0t 【板圖】圖2 射線中點(diǎn)O′直接射出一樣． 下面介紹使帶電粒子先加速后偏轉(zhuǎn)在電子技術(shù)中的應(yīng)用——示波管． 三、示波管 1．構(gòu)造及功用 (1)電子槍：發(fā)射并加速電子 (2)偏轉(zhuǎn)電極YY′：使電子束豎直偏轉(zhuǎn)(加信號(hào)電壓) XX′：使電子束水平偏轉(zhuǎn)(加掃描電壓) (3)熒光屏 (4)玻殼 2．原理：(1)YY′作用：被電子槍加速的電子在YY′電場(chǎng)中做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，出電場(chǎng)后做勻速直線運(yùn)動(dòng)打到熒光屏上，物質(zhì)的殘光特性看到一條豎直亮線． 如何使這一豎直亮線轉(zhuǎn)化成正弦圖形呢？就要加掃描電壓？ ●作業(yè) 1．復(fù)習(xí)本節(jié)內(nèi)容 2．將練習(xí)(2)(5)作為書面作業(yè)