带电粒子在组合场中的运动.doc

带电粒子在组合场中的运动 教学目标：知识与技能 1知道什么是组合场，以及组合场的特点。2掌握带电粒子在组合场中的运动分析的基本方法和思路。过程与方法 通过综合运用力学知识、电磁学知识解决带电粒子在组合场(电场、磁场)中的问题.，培养学生的分析推理能力，应用数学知识处理物理问题能力。情感态度与价值观 培养物理学科严密的逻辑思维，明辨物理过程的本质，进一步引导学生建立崇尚科学的价值观。 【教学重点】粒子在组合场中的运动分析的基本方法和思路。【教学难点】 粒子运动问题的求解。【教学方法】教师讲授法、问答法、问题探究法【教学手段】 多媒体教学。主要教学过程 引入新课：本节课我们来共同复习带电粒子在组合场中的运动，何为组合场?下一秒你就会知道。而我们现在呢，知道的是电场和磁场。那么，下面我们通过两道例题共同回忆一下带电粒子在电场中和带电粒子在磁场中的运动及如何处理。学生独立完成例1y xMN V0例1、在平面直角坐标系x0y中，第象限存在沿y轴负方向的匀强电场，一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度V0垂直于y轴射入电场，经x轴上的N点与x轴正方向成60角射出电场，已知0N间距为L,如图所示。不计粒子重力，求（1）M、N两点间的电势差UMN ；（2）粒子从M点运动到N点所用时间t。UMN tL v0展示学生作品加强解题的规范性，寻找不同的解题方法，激发 0学生学习兴趣同时让学生知道基本规律、方法的重要性。 例2、在平面直角坐标系x0y中，第象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B。一质量为m电荷量为q的带正电的粒子以2V0的速度，从x轴上的N点与x轴正方向成60角射入磁场，最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场，。如图所示。不计粒子重力，求N x（1）0N两点之间的距离L； y（2）粒子从N点运动到P点的时间t。sinLrsin=0t= x 展示学生作品，进一步复习带电粒子在有界磁场中的问题。2v0 P学生尝试处理例3例3、在平面直角坐标系xOy中，第象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度v0垂直于y轴射入电场，经x轴上的N点与x轴正方向成60角射入磁场，最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场，如图所示。不计粒子重力，求（1）M、N两点间的电势差UMN ；（2）粒子在磁场中运动的轨道半径r； （3）粒子从M点运动到P点的总时间t。解析：（1）设粒子过N点时速度为v，有cos v2v0 粒子从M点运动到N点的过程，有qUMNmv2mvUMN （2）粒子在磁场中以O/为圆做匀速圆周运动，半径为O/N，有qvB r （3）由几何关系得ONrsin 设粒子在电场中运动的时间为t1，有ONv0t1 t1粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期T 设粒子在磁场中运动的时间t2，有t2 t2 tt1t2t 前两道例题的作用一是对前面带电粒子在电场和在磁场中的运动做复习，更重要的是对例3起铺垫作用，让各个层次的学生特别是中下等学生能够有水到渠成的感觉，让他们尝到成功的喜悦。引导学生对比例1、例2与例3的联系，总结处理该类问题的方法，同时让学生知道要注意在两种区域的交界处的边界问题的处理与运动的链接问题。知识要点总结：1、组合场是指电场与磁场或重力场同时存在，但各位于一定的区域内且并不重叠的情况。带电粒子在一个场中只受一个场力的作用。2、处理该类问题的方法(1)分析带电粒子在各种场中的受力情况和运动情况，一般在电场中做类平抛运动，在磁场中做匀速圆周运动(2)正确地画出粒子的运动轨迹图，在画图的基础上特别注意运用几何知识，寻找关系(3)选择物理规律，列方程对类平抛运动，一般分解为初速度方向的匀速运动和垂直初速度方向的匀加速运动；对粒子在磁场中做匀速圆周运动，应注意洛伦兹力提供向心力这一受力特点(4)注意确定粒子在组合场交界位置处的速度大小与方向该速度是联系两种运动的桥梁练1、（2008宁夏（17分）如图所示，在xOy平面的第一象限有一匀强电场，电场的方向平行于y轴向下；在x轴和第四象限的射线OC之间有一匀强磁场，磁感应强度的大小为B，方向垂直于纸面向外。有一质量为m带有电荷量+q的质点由电场左侧平行于x轴射入电场。质点到达x轴上A点时，速度方向与x轴的夹角为，A点与原点O的距离为D接着，质点进入磁场，并垂直于OC飞离磁场。不计重力影响。若OC与x轴的夹角为，求： 粒子在磁场中运动速度的大小； 匀强电场的场强大小 课堂小结带电粒子在磁场、组合场、复合场、有界场中的运动是高中物理的重要内容，这类问题对考查同学们空间想象能力，综合分析能力，应用数学知识处理物理问题的能力都有较高的要求，是高考的热点。对于带电粒子在组合场中的运动，最简单的处理办法就是进行分段处理，关键是要注意在两种区域的交