2022年高考物理第一輪復(fù)習(xí) 帶電粒子在電場中的運(yùn)動教案 新人教版

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1、2022年高考物理第一輪復(fù)習(xí) 帶電粒子在電場中的運(yùn)動教案 新人教版 考點(diǎn)分析： 1. 考綱中帶電粒子在電場中的運(yùn)動屬II級目標(biāo)，要加強(qiáng)理解與應(yīng)用。 2. 該考點(diǎn)主要出現(xiàn)在選擇題和計(jì)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(yùn)動的類型和相應(yīng)規(guī)律，夯實(shí)基礎(chǔ)。 （2）了解帶電粒子在電場中運(yùn)動------只受電場力，帶電粒子做勻變速運(yùn)動。 （3）重點(diǎn)掌握初速度與場強(qiáng)方向垂直的帶電粒子在電場中的運(yùn)動（類平拋運(yùn)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

2、力學(xué)和電學(xué)知識分析解決帶電粒子在電場中的運(yùn)動問題提煉解題的方法。 3. 情感態(tài)度與價(jià)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(jì)帶電粒子的重力）。 重點(diǎn)： 帶電粒子在電場中的直線和曲線運(yùn)動規(guī)律。 難點(diǎn)： 帶電粒子在電場中的直線和曲線運(yùn)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(shí)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(jì)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(qiáng)電場中：

3、 （2）在非勻強(qiáng)電場中： 2.帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的偏轉(zhuǎn) （1）如果帶電粒子以初速度v0垂直場強(qiáng)方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場中，不考慮重力時，則帶電粒子在電場中將做類平拋運(yùn)動，如圖所示 （2）類平拋運(yùn)動的一般處理方法：將粒子的運(yùn)動分解為沿初速度方向的 運(yùn)動和沿電場方向的 運(yùn)動。（化繁為簡，化曲為直的思維方法） （3）基本公式：運(yùn)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α：=

4、（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(yùn)動 （一）、直線運(yùn)動 回顧判斷物體做何種運(yùn)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(yùn)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(yùn)動重力是否需要考慮： （1）對于電子、質(zhì)子、α粒子。其它原子核或正負(fù)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。 （

5、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(yùn)動；加速直線運(yùn)動；減速直線運(yùn)動。 3.方法：（1）牛頓第二定律及運(yùn)動學(xué)公式（動力學(xué)觀點(diǎn)）； （2）動能定理（能量的觀點(diǎn)）。 例1.質(zhì)量為m、帶電荷量為＋q的微粒在O點(diǎn)以初速度v0與水平方向成θ角射出，如圖所示，微粒在運(yùn)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(qiáng)電場，保證微粒沿v0方向做直線運(yùn)動，并且經(jīng)過一段時間后微粒又回到O點(diǎn)，求微粒回到O點(diǎn)時的速率？ （2）如果在某方向上加上一定大小的勻強(qiáng)電場后，能保證微粒仍沿v0方向做直線運(yùn)動，試求所加勻強(qiáng)電場電場強(qiáng)度的最小值？ 誘

6、思啟導(dǎo) （1） 微粒的重力能忽略嗎？結(jié)合微粒的運(yùn)動情況進(jìn)行分析。 （2） 電場強(qiáng)度沿什么方向時才最小？ 題后反思： 帶電粒子在電場中的運(yùn)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(yùn)動狀態(tài)和運(yùn)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(yùn)動 1.條件：合力與初速度不共線。 2.分類：加速曲線運(yùn)動；減速曲線運(yùn)動；勻速圓周運(yùn)動。 我們重點(diǎn)分析合力與初速度垂直的類平拋運(yùn)動，即帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的偏轉(zhuǎn)。 3.方法： （1）如帶電粒子

7、所受合外力為恒力或題目中涉及速度方向，一般采用運(yùn)動的合成與分解的方法研究，把曲線運(yùn)動分解成兩個直線運(yùn)動，類似于平拋運(yùn)動的處理方法，然后根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)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(yùn)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(qiáng)大小均為E的勻強(qiáng)電場Ⅰ和Ⅱ，兩電場的邊界均是邊長為L的正方形(不計(jì)電子所受重力)． (1)在該區(qū)域AB邊的中點(diǎn)處由靜止釋放電子，求電子離開ABCD區(qū)域的位置． (2)在電場Ⅰ區(qū)域內(nèi)適當(dāng)

8、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(diǎn)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(yùn)動的情況，根據(jù)動力學(xué)的規(guī)律即可求解。 板書設(shè)計(jì)： 帶電粒子在電場中的運(yùn)動 一、夯實(shí)基礎(chǔ) 二、帶電粒子在電場中的運(yùn)動 （一）、直線運(yùn)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(yùn)動；加速直線運(yùn)動；減速直線運(yùn)動。 3.方法：（1）牛頓第二定律及運(yùn)動學(xué)公式（動力學(xué)觀點(diǎn)）； （2）動能定理（能量的觀點(diǎn)）。 （二）、曲線運(yùn)動 1.條件：合力與初速度不共線。 2.分類：加速曲線運(yùn)動；減速曲線運(yùn)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(yùn)動的合成與分解的方法研究，把曲線運(yùn)動分解成兩個直線運(yùn)動，類似于平拋運(yùn)動的處理方法，然后根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)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。