第3节洛伦兹力的应用

主体发展 合作探究课堂 教学暨教学年会物理学科 教学案 课题 带电粒子在组合场中的运动 学校 天津市二十一中学 年级 高三年级 作课教师 吕承光 高三一轮复习课 带电粒子在组合场中的运动 一一一课标要求 带电带电粒子在匀粒子在匀强电场强电场中的运中的运动动 带电带电粒子在匀粒子在匀强强磁磁场场中的运中的运动动 一一一教材分析 本节内容为人教版高中物理选修 3 1 电磁场部分知识 是高考中重 点考查和要求较高的内容 一一一学情分析 学生通过对高二知识的学习已经基本掌握了带电粒子在电场或磁场中 的运动情况 由于处于高三一轮复习阶段 对于难度较大的问题研究 不够深入 不善于把握研究过程 对运动状态分析还不够熟练 一一一教学模式 1 引入问题 创设情境 提出问题 体验情景 明确问题 2 合作探究 解决问题 分析条件 提出方案 利用工具 解决问题 3 互动交流 归纳方法 总结规律 总结归纳 提升内化 4 实践应用 内化方法 迁移应用 反馈纠偏 应用创造 一一一教学重难点 带电粒子在组合场中的运动基本方法和思路及运动问题的求解 学习过程 O x y V0 a b 合作探究解决问题合作探究解决问题 1 带电粒子 与 电磁场 的模型特征 带电粒子在匀强电场匀强电场中的运动情况 带电粒子在匀强磁场匀强磁场中的运动情况 例 1 带带电电粒粒子子以以初初速速度度 v0从从 a 点点进进入入匀匀强强磁磁场场 如如 图图 运运动动中中经经过过 b 点点 oa ob 若若撤撤去去磁磁场场加加一一个个与与y 轴轴 平平行行的的 匀匀强强电电场场 仍仍以以 v0从从 a 点点进进入入电电场场 粒粒子子仍仍能能通通过过 b 点点 那那么么电电场场强强度度 E 与与磁磁感感强强度度 B 之之比比 E B 为为 A v0 B 1 C 2v0 D 2 0 v 学生活动 选择研究对象 分析运动过程 引入问题引入问题 带电粒子 在 组合场 中运动类别 重点解决重点解决 基于 按空间分布 的 E B 组合 L v0 E B L v0 设计问题设计问题 解决解决问题问题 存在存在问题问题 设计问题设计问题 解决解决问题问题 存在存在问题问题 例例 2 2017 天津卷 天津卷 平面直角坐标系 xOy 中 第 象限存在垂直于平面向里的匀强磁场 第 现象存在沿 y 轴负方向的匀强电场 如图所示 一带负电的粒子从电场中的 Q 点以速 度 v0沿 x 轴正方向开始运动 Q 点到 y 轴的距离为到 x 轴距离的 2 倍 粒子从坐标原点 O 离 开电场进入电场 最终从 x 轴上的 P 点射出磁场 P 点到 y 轴距离与 Q 点到 y 轴距离相等 不计粒子重力 为 1 粒子到达 O 点时速度的大小和方向 2 电场强度和磁感应强度的大小之比 课后作业 例 3 如图所示 在坐标系 xoy 的第一 第三象限内存在相同的 匀强磁场 磁场方向垂直于 xoy 面向里 第四象限内有沿 y 轴正方 向的匀强电场 电场强度大小为 E 一质量为m 带电量为q 的 粒子自 y 轴的 P 点沿 x 轴正方向射入第四象限 经 x 轴上的 Q 点进 入第一象限 随即撤去电场 以后仅保留磁场 已知 OP d OQ 2d 不计粒子重力 1 求粒子过 Q 点时速度的大小和方向 2 若磁感应强度的大小为一定值 B0 粒子将以垂直 y 轴的方向 进入第二象限 求 B0 3 若磁感应强度的大小为另一确定值 经过一段时间后粒子将 再次经过 Q 点 且速度与第一次过 Q 点时相同 求该粒子相邻两次经过Q 点所用的时间 其他组合场类型 1 基于 按空间分布 的 E E 组合 2 基于 按空间分布 的 B B 组合 总结归纳总结归纳 带电粒子在组合场中运动的处理方法 不论带电粒子是先后在匀强电场和匀强磁场中运动 还是先后在匀强磁场和匀 强电场中运动 解决方法如下 1 分别研究带电粒子在不同场中的运动规律 在匀强磁场中做匀速圆周运动 在匀强电场中 若速度方向与电场方向在同一直线上 则做匀变速直线运动 若进入电场时的速度方向与电场方向垂直 则做类平抛运动 根据不同的运动 规律