《帶電粒子在電場中的運動》教學
原創老張啟蒙物理
老張懂物理
本節是靜電場知識的應用。 三個主要部分的內容:加速度、偏轉、示波器。 這一部分沒有什么難度。 前提是你熟悉牛頓運動定律、勻變速直線定律、函數關系式帶電粒子在電場中的運動,這些都是力學中的重要定律。 只要將電場中的電場力移至力學定律即可。
學生感到困難,認為原因如下:
“失明”。 電場和微觀粒子的不可見性都需要精神上的考慮。 與力學相比,研究對象缺乏形象性和直觀性。
改變了幾個名詞。 側移量代替平投運動中勻加速方向的位移,偏轉角代替速度與水平方向之間的角度。
已知量和未知量的變化。 在平投中,通常按垂直方向移動來計算移動時間,而在電場偏轉中,通常按水平方向移動來計算時間。
力量的普遍性。 在平拋運動中,力是重力,加速度保持不變。 當在均勻電場中偏轉時,需要從已知量逐漸推導出電場力。 如果不熟悉電場的基礎知識,加速就無從下手。 這在恒力運動中已經經歷過。 改變力或加速度對于學生來說就像一個新的知識點。
教學建議:
1. 不畫平行板電容器,而是研究均勻電場中的加速度和偏轉。 直線加速問題不大。 偏轉時,在黑板上將電場強度的方向與重力加速度的方向畫在同一方向上,并取試驗電荷為正電荷。 類比平拋,比較計算出所謂的“側移量”和“偏轉角度”。 。 然后畫出均勻電場的“場源”——極板。 求極板之間的電壓、間距、長度與前面計算中的物理量之間的相關性。 電場和重力場的對比計算應該不成問題。 極板的加入也讓學生明白極板只是電場力的來源,它遵循的運動規律是力學定律。 找到正確的電場力是關鍵。 熟悉靜電場基礎知識,與力學定律無縫銜接,是學習靜電場的突破性方法。
2.示波器教學。 當水平和垂直方向的偏轉電場分別相加時,與偏轉問題相比,計算帶電粒子的著陸點就變成了一個單一的多過程問題,包括線加速度、偏轉和勻速。 當依次施加水平和垂直方向的偏轉電場時,相當于多了一個運動方向,類似于平拋運動。
3、一個看似不是問題的問題——微觀粒子有質量,但它們在電場中加速和偏轉時不考慮重力。 大批“物理難題”暈倒,大惑不解。 為什么在明顯有質量的情況下不考慮重力? 如果明顯沒有質量,則無法計算重力; 如果明顯有質量帶電粒子在電場中的運動,則不必計算重力。 計數或不計數的關鍵是看重力在粒子所受的總力中所占的比例。 當然,有質量就必然有引力,但如果引力對質點運動的影響相對于其他力來說完全可以忽略不計,那么計算還有什么價值呢? 沒有影響力,就沒有存在感。 粒子世界如此,人類世界又何嘗不是呢? 人和物質的情況并不比粒子好多少。
靜電場學習:靜電場基礎知識+牛頓運動定律。
“毅力”、“費”能量+“強迫自我發展”(F=ma;FORCE ME ARISE)(翻譯肯定有誤,請專家指點,獎勵全部給你,但是有一個“意外傷害”的可能性很大?。?span style="display:none">BC0物理好資源網(原物理ok網)