带电粒子在匀强电场中运动 教案(实用3篇)
带电粒子在匀强电场中运动 教案 篇一
标题：探究带电粒子在匀强电场中的运动规律
引言：带电粒子在电场中的运动是电磁学中一个重要的研究课题。通过实验可以观察到带电粒子在均匀电场中的运动规律，进而深入理解电磁学的基本概念和原理。
一、实验目的
1. 了解带电粒子在均匀电场中的受力情况；
2. 研究带电粒子在电场中的运动规律；
3. 探究电场强度对带电粒子运动轨迹的影响。
二、实验材料
1. 均匀电场装置；
2. 带电粒子（例如带正电的粒子）；
3. 实验台；
4. 电场强度测量仪器。
三、实验步骤
1. 将均匀电场装置接通电源，调节电场强度；
2. 将带正电的粒子释放到电场中；
3. 观察带电粒子在电场中的运动轨迹；
4. 测量不同电场强度下带电粒子的运动情况。
四、实验结果与分析
1. 带电粒子在均匀电场中受到的电场力与电荷大小成正比，与电场强度成正比，与粒子速度方向垂直，且方向与电荷符号有关；
2. 带电粒子在电场中做匀速直线运动；
3. 电场强度增大时，带电粒子的运动轨迹更加明显。
五、实验结论
带电粒子在均匀电场中的运动受到电场力的作用，其运动轨迹受电场强度的影响。通过实验可以深入理解电场对带电粒子的影响，为电磁学的学习提供实验基础。
带电粒子在均匀电场中运动 教案 篇二
标题：利用数学模型分析带电粒子在均匀电场中的运动规律
引言：带电粒子在均匀电场中的运动可以通过数学模型进行分析和计算，从而得出精确的运动规律。数学模型的建立和求解是深入理解电磁学知识的重要途径。
一、建立数学模型
1. 假设带电粒子在电场中的运动为匀速直线运动；
2. 根据洛伦兹力的定义，建立带电粒子受到的电场力公式；
3. 利用牛顿第二定律，建立带电粒子在电场中的运动微分方程。
二、求解数学模型
1. 根据微分方程，得到带电粒子在电场中的运动方程；
2. 利用初值条件，求解带电粒子的运动轨迹；
3. 通过数值计算，绘制带电粒子在电场中的运动曲线。
三、分析数学模型
1. 数学模型得到的运动轨迹与实验观察结果相符，验证了模型的准确性；
2. 通过调节电场强度和带电粒子的电荷量，分析模型对不同参数的响应；
3. 通过数学模型的分析，深入理解带电粒子在电场中的运动规律。
四、实验应用
1. 利用数学模型可以预测带电粒子在不同电场条件下的运动情况，为实验设计提供指导；
2. 通过数学模型，可以优化电场实验的参数设置，提高实验的准确性和可靠性。
五、结论
利用数学模型分析带电粒子在均匀电场中的运动规律，可以深入理解电磁学知识，并为实验设计和数据分析提供重要的参考。数学模型的建立和求解是电磁学研究的重要工具之一，对于推动电磁学领域的发展具有重要意义。
带电粒子在匀强电场中运动 教案 篇三
带电粒子在匀强电场中运动 教案
姓名：周鸿 学号：20070512595 学院：物理与电子工程学院 课题：带电粒子在匀强电场中运动 一 教学目标 ◆知识与技能 1. 理解带电粒子在电场中的运动规律。 2. 能分析和解决加速和偏转问题。 ◆过程与方法 1. 通过带电粒子在电场中加速和偏转的过程分析，培养学生的综合能力和推理能力。 2. 渗透物理学方法的教育，让学生学习运用理想化方法，突出主要因素，忽略次要因素的科学的研究方法。 ◆情感态度与价值观 1. 通过知识的运用培养学生的热爱科学的精神。 2. 通过本节内容的学习，培养学生科学研究的意志品质。 二 教学重点、难点 重点：带电粒子在匀强电场中的运动规律。 带电粒子在运动过程中的偏转问题。 难点：带电粒子在运动过程中的偏转问题。 三 教学过程 ◆新课引入 通过回忆式引入这节的新课，把前面学过的物理知识综合运用。 师：“回忆前面我们学习了关于电场的基本物理量，大家回忆一下有哪些常见的物理量。” 生：“有电场强度、电场力、电势、电势差、等势面等等。” 师：“对了，学习了这么多物理量，大家想一下。一个带电粒子在电场中会受到电场力，而物体在力的作用下往往伴随着运动。前面我们在习题中已初步接触过粒子在电场中的运动问题，今天就具体来看最基本的带电粒子在匀强电场中的运动，请大家打开课本翻到第九节。” [转身写板书：13.9 带电粒子在匀强电场中运动] ◆新课教学 1. 带电粒子的加速 我们研究带电粒子在匀强电场中的运动，关于运动，在前面的学习中我们已经研究过了：物体 在力的作用下，运动状态发生了改变，同样，对于电场中的带电粒子而言，受到电场力的作用，那么它的运动情况又是怎样的呢？首先我们来看这样的一个例子： 例：两块平行金属板，两板间的电压为U，两板的间距为d， 一质量为m带电量为q的粒子以初速度Vo从正极板开始运动， 求粒子到达负极板的末速度Vt=？（不计粒子的重力mg） 师：“不计重力，一般情况下电子、离子这些物体是不计重力的，但是一些带电小球、液滴、尘埃等这些事要考虑他们的重力的， 而粒子要不要算重力就要根据题目中给出的要求来看，在这里，告诉粒子是不受重力的'。” 分析: 带电粒子在电场中运动的过程中，不受重力mg，只受到电场力F=Eq，而电场E= 是匀强电场，所以对同一粒子受到的电场力F=Eq是一个恒力，方向向右，粒子的速度方向与受力方向在同一方向上，所以粒子在电场中的运动是做匀加速直线运动，加速度a= = 。伴随运动就有速度，我们在所学的知识中用来解决力和速度的问题常用三种方法: 1.用运动学的知识求解 2.用功能关系 3.用动量定理 法一. 用运动学知识求解 已知：位移s、初速度Vo、加速度a 求末速度Vt. 解：由Vt2 —V02=2aS 得到V t= 法二. 用动能定理求解 解：在运动过程中只有电场力做功W=qU， 由 qU= m Vt2_ m V02 得到：V t= 师：“通过上面的两种方法我们都求出了粒子到达负极板的末速度，两种方法的结果都是一样的，但是大家注意到第一种我们用运动学来求解他有一个适用性，只是用于匀加速直线运动，也就是说只能只用在匀强电场中，但是第二种方法动能定理是适用于任何的电场中，所以我们在以后的习题中也是常常用动能定理求解。” 师：“在刚才的例子中粒子的运动方向与受力方向在同一方向上，大家想一下如果粒子的方向与受力方向相反粒子的运动又是什么情况呢，粒子还会打出电场吗，要打出电场有什么条件呢，这是留给同学下去思考的第一个问题，下节课同学们告诉我答案。” 师：“再想一个问题，如果粒子是由正极板静止开始，那么粒子运动到负极板的末速度又是多少呢？同学们算一下。” 生：“直接把上式中的Vo=0，就可以得到粒子到达负极板的末速度V t= ,或者可以同样用上面的两种方法计算。” 师：“对，算出来的结果就和同学们刚才说的一样，大家有兴趣可以下去算一下，刚才我们都说的是粒子的速度与电场力的方向在同一直线上，如果现在粒子的运动方向与电场方向不在一条直线上，结果又是如何呢？接下来的一个问题我们来研究粒子的偏转问题。” 2. 带电粒子的偏转 师：“粒子的运动方向与受力在同一直线上粒子做直线运动，那么粒子的运动方向与受力方向不在同一直线上，有夹角，粒子做什么运动呢？” 生：“做曲线运动。” 师：“接下来我们看一下粒子在电场中做曲线运动到底怎么求解呢，首先看这样的例题。” 例：两块平行金属板，上极板带负电，下级板带正电，极板长度为L， 宽度为d，两板间的电压为u，一质量为m带电量-q为的粒子以 初速度V0垂直电场强度的方向进入电场中，最后飞出电场，求 粒子最后离开的电场的偏离位移y和偏转角 等。（不计粒子的 重力） 分析：不计粒子的重力，对粒子在电场中的而运动分析，首先在水平方向上粒子不受力，但是有一个初速度。而在竖直方向上粒子受到一个向下的电场力，这个电场力是一个恒力，但是没有初速度。 师：“在水平方向上粒子不受力，但是有一个初速度Vo。而在竖直方向上粒子受到一个向下的电场力F=Eq，这个电场力是一个恒力，但是没有初速度。这种运动模型同我们以前学过的哪种模型是非常的类似？” 生：“平抛运动。” 师：“对，同以前学过的平抛运动非常相似，大家回忆一下以前学过的平抛运动的运动又什么样的运动规律。” 生：“在水平方向上做匀速直线运动，而在竖直方向上做初速度为0的匀加速直线运动。 速度
