2022年高考物理第一轮复习 带电粒子在电场中的运动教案 新人教版

2022年高考物理第一轮复习 带电粒子在电场中的运动教案 新人教版考点分析：1. 考纲中带电粒子在电场中的运动属II级目标，要加强理解与应用。2. 该考点主要出现在选择题和计算题中。教学目标：1. 知识与技能 （1）了解带电粒子在电场中运动的类型和相应规律，夯实基础。 （2）了解带电粒子在电场中运动-只受电场力，带电粒子做匀变速运动。 （3）重点掌握初速度与场强方向垂直的带电粒子在电场中的运动（类平抛运动）。2. 过程与方法 （1）通过带电粒子在电场中的偏转学会类比的方法、培养化繁为简、化曲为直的思维方法。 （2）通过学生综合利用力学和电学知识分析解决带电粒子在电场中的运动问题提炼解题的方法。3. 情感态度与价值观 （1）培养学生科学研究的意志品质。 （2）渗透物理学方法的教育：突出主要因素，忽略次要因素（不计带电粒子的重力）。重点：带电粒子在电场中的直线和曲线运动规律。难点：带电粒子在电场中的直线和曲线运动规律的应用。教学方法：引导讲授法，课件辅助教学法。教学过程：一、夯实基础1. 带电粒子在电场中的加速带电粒子在电场中加速，若不计带电粒子的重力，则电场力对带电粒子做的功等于带电粒子 的增量。（1）在匀强电场中： （2）在非匀强电场中： 2.带电粒子在匀强电场中的偏转（1）如果带电粒子以初速度v0垂直场强方向进入匀强电场中，不考虑重力时，则带电粒子在电场中将做类平抛运动，如图所示（2）类平抛运动的一般处理方法：将粒子的运动分解为沿初速度方向的 运动和沿电场方向的 运动。（化繁为简，化曲为直的思维方法）（3）基本公式：运动时间（板长为l，板间距离为d，板间电压为U）。加速度： = 离开电场的偏转量：= 速度偏转角为： = 位移偏转角为：= （4）两个重要推论I粒子从偏转电场射出时，就像是从极板间的处沿直线射出。II不同的带电粒子，由静止经同一加速电场U1加速，再经同一偏转电场U2偏转后，偏转量y与末速度v的方向均相同。二、 带电粒子在电场中的运动（一）、直线运动回顾判断物体做何种运动的方法：物体所受合外力与初速度方向之间的关系决定物体做何种运动。1.条件：粒子受合力为零或合力与初速度方向共线。粒子在电场中运动重力是否需要考虑：（1）对于电子、质子、粒子。其它原子核或正负离子等，在没有特殊说明时均不考虑重力。（2）对带电液滴、带电小球、带电尘埃没有特殊说明时，一般要考虑重力。（3）考虑重力后造成题目无法解答时，忽略重力。2.分类：匀速直线运动；加速直线运动；减速直线运动。3.方法：（1）牛顿第二定律及运动学公式（动力学观点）；（2）动能定理（能量的观点）。例1.质量为m、带电荷量为q的微粒在O点以初速度v0与水平方向成角射出，如图所示，微粒在运动过程中所受阻力的大小恒为f.（1）若加上大小一定、方向水平向左的匀强电场，保证微粒沿v0方向做直线运动，并且经过一段时间后微粒又回到O点，求微粒回到O点时的速率？（2）如果在某方向上加上一定大小的匀强电场后，能保证微粒仍沿v0方向做直线运动，试求所加匀强电场电场强度的最小值？诱思启导（1） 微粒的重力能忽略吗？结合微粒的运动情况进行分析。（2） 电场强度沿什么方向时才最小？题后反思：带电粒子在电场中的运动，综合了静电场和力学的知识，分析方法和力学的分析方法基本相同：先分析受力情况，再分析运动状态和运动过程（平衡、加速、减速；直线还是曲线），然后选用恰当的规律解题。我们在复习中，要经常思考一题多解的问题，提升自己的思维能力。（二）、曲线运动1.条件：合力与初速度不共线。2.分类：加速曲线运动；减速曲线运动；匀速圆周运动。我们重点分析合力与初速度垂直的类平抛运动，即带电粒子在匀强电场中的偏转。3.方法：（1）如带电粒子所受合外力为恒力或题目中涉及速度方向，一般采用运动的合成与分解的方法研究，把曲线运动分解成两个直线运动，类似于平抛运动的处理方法，然后根据牛顿第二定律和运动学公式求解。（2）若题目中仅涉及速度的大小而不涉及速度的方向，或带电粒子所受的合外力为变力一般应用动能定理求解。例2.如图所示为研究电子枪中电子（质量为m，电荷量为e）在电场中运动的简化模型示意图在xOy平面的ABCD区域内，存在两个场强大小均为E的匀强电场和，两电场的边界均是边长为L的正方形(不计电子所受重力)(1)在该区域AB边的中点处由静止释放电子，求电子离开ABCD区域的位置(2)在电场区域内适当位置由静止释放电子，电子恰能从ABCD区域左下角D处离开，求所有释放点的位置题后反思：本题是电场加速和偏转的典例，但物理情景新颖，只要我们分析清电子运动的情况，根据动力学的规律即可求解。板书设计：带电粒子在电场中的运动一、夯实基础二、带电粒子在电场中的运动（一）、直线运动1.条件：粒子受合力为零或合力与初速度方向共线。2.分类：匀速直线运动；加速直线运动；减速直线运动。3.方法：（1）牛顿第二定律及运动学公式（动力学观点）；（2）动能定理（能量的观点）。（二）、曲线运动1.条件：合力与初速度不共线。2.分类：加速曲线运动；减速曲线运动。3.方法：（1）如带电粒子所受合外力为恒力或题目中涉及速度方向，一般采用运动的合成与分解的方法研究，把曲线运动分解成两个直线运动，类似于平抛运动的处理方法，然后根据牛顿第二定律和运动学公式求解。（2）若题目中仅涉及速度的大小而不涉及速度的方向，或带电粒子所受的合外力为变力一般应用动能定理求解。