第十章静电场中的能量第5节带电粒子在电场中的运动一、教学内容分析《带电粒子在电场中的运动》是《普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）》必修课程必修3模块中“静电场”主题下的内容。课程标准要求为：能分析带电粒子在电场中的运动，能解释相关的物理现象。《普通高中物理课程标准(2017年版)解读》对课程的标准的解读为：让学生通过对电场加速器、减速器、示波管等仪器的工作原理的初步了解（对于带电粒子在电场中偏转，只要通过实验了解即可），认识电场对带电粒子的作用，会计算带电粒子在电场中的运动问题。本节内容由带电粒子在电场中的加速、带电粒子在电场中偏转、示波管的原理三部分组成。教学内容梯度逐渐加深，符合学生认知规律。示波管的原理对学生力学、电学知识的综合能力有较高的要求，学生需具备一定的空间想象能力。二、学情分析学生学习了匀变速直线运动的运动规律和动能定理，根据带电粒子在匀强电场中的运动性质，从运动学角度和能量角度求解带电粒子在电场中加速后获得的速度。在物理必修2了解平面曲线运动需要建立平面直角坐标系，将曲线运动分解为两个方向直线运动的思想，能利用平行四边形定则求解合速度大小与方向。从能力层面，学生具备一定的模型建构能力、抽象思维能力，但这些能力仍需进行进一步的培养。学生在数学课程中学习了立体几何知识，空间位置关系和想象能力有所发展，有助于理解示波管原理。三、教学目标1.学生会从运动和力的关系的角度、从功和能量的角度分析带1电粒子在匀强电场中的加速问题。2.学生知道带电粒子垂直于电场线进入匀强电场的运动特点，并能对偏转距离、偏转角度、离开电场时的速度等物理量分析计算。3.学生了解示波管的工作原理，体会静电场知识对科学技术的影响。4.学生通过解决带电粒子在电场中加速和偏转问题，加深对从牛顿运动定律和功能关系两个角度分析物体运动的认识，以及将匀变速曲线运动分解为两个方向上的简单运动来处理的思路的认识。四、教学重难点教学重点：计算带电粒子在电场中加速获得速度、带电粒子在电场中的偏转规律教学难点：带电粒子在电场中的偏转规律、示波管原理教学方法：讲授法、启发式教学、对话教学五、教学过程新课引入中国散裂中子源包括一台直线加速器、一台快循环同步加速器、一个靶站，以及一期三台供科学实验用的中子散射谱仪。主要原理是通过离子源产生负氢离子，利用一系列直线加速器将负氢离子加速到80MeV，之后将负氢离子经剥离作用变成质子后注2入到一台快循环同步加速器中，将质子束流加速到16亿电子伏特，速度相当于0.9倍光速，把质子束当成“子弹”，去轰击原子系数很高的重金属靶，金属靶的原子核被撞击产生中子，射向样品，科学家通过围绕样品的谱仪“收集”被散射的中子，获得样品物质结构的信息问题：带电粒子是如何加速获得很高的动能的？如何计算加速后带电粒子的动能？新课教学1.带电粒子在电场中的加速情境：真空中有一对平行金属板间距为l，两板电势差为U.质量为m、带正电荷q的粒子，在静电力作用下由静止开始运动.计算到达负极板的速度.问题1：两板间是什么电场？带电粒子所受静电力有何特点？问题2：金属板间的场强是多大？如何求带电粒子运动的加速度？问题3：根据匀变速直线运动规律，粒子到达负极板的速度是多大？问题4：静电力做功使得带电粒子动能增加。静电力做多少功？到达负极板的动能是多少？带电粒子恰好到达负极板的速度是多大？问题5：若两板间是非匀强电场，但两板电压不变。带电粒子到达负极板速度是多大？3问题6：解决带电粒子做匀加速运动的思路有哪些？应用动能定理有什么优越性？解法1：用匀变速直线运动规律求解U带电粒子合力是静电力，板间场强E=l根据牛顿第二定律，Eq=maUqa=ml由速度位移公式，v2=2al解得v=2Uqm解法2：动能定理静电力做功等于粒子动能的增加量，122mv=Uq解得v=2Uqm设计意图：使用匀变速规律和能量两种思路求解，体会用动能定理求解的简便性和快捷。当是非匀强电场，运动学公式不能使用，动能定理依然可求解问题。例题1教材44页例题1分析思路：由于静电屏蔽，带电粒子在圆筒内不受力，做匀速直线运动；在两个圆筒间做...
