高二物理 带电粒在场中的运动教案

1、课题带电粒子在场中的运动班级授课（完成）时间教师（学生）教学目标知识与技能掌握带电粒子在各种场中的特殊运动掌握带电粒子运动的处理方法过程与方法情感态度与价值观重点难点掌握带电粒子在各种场中运动的基本方法学生自学反馈旧知回顾（知识清单）备注U、E、dLe一、匀强电场中的运动基本类型：（1）如图所示：电子由负极板附近无初速释放则电子将做_运动；末速度可依据_，和_联立求解。也可以依据_定理，由_求解。末速度为_。（2）若电子以初速度由正极板附近水平向左发射，则电子刚开始将做_运动，处理方法类似于_运动。（3） 若电子竖直向下垂直射入电场，电子将做_运动，水平方向做_运动，竖直方向做_运动。若电子可

2、以离开电场则运动时间为t=_,离开电场时电场方向的偏移量为x=_,离开电场时的末速度为v=_,离开电场时电场方向的分速度为=_,离开电场时的速度偏转角为tan=_；若电子打在极板上，电场方向的偏移量为x=_，则运动时间为t=_,垂直电场方向的位移为y=_。（4） 若电子的初速度与电场间有一定夹角()，运动类型类似于_。可以垂直分解后在两个方向分别考虑。二、磁场中的运动（1）若带电粒子平行进入匀强磁场，粒子将做_运动。 （2）若带电粒子垂直进入匀强磁场，粒子将做_运动。_提供向心力，洛伦兹力指向_,洛伦兹力沿_方向，洛伦兹力一定与_方向垂直。由牛顿第二定律：_=_，可得粒子的运动半径为r=_,同

3、理可得运动周期为T=_，即粒子在磁场中的运动时间与_无关。：研究带电粒子在匀强磁场中的圆周运动，一般应遵循“找圆心，画轨迹，确定圆心角，算半径，算周期，算时间”的基本方法和规律。A：找圆心已知入射方向和出射方向时（如图1所示），可以做入射速度和出射速度的_,交点表示_。在图中画出。已知入射方向和出射点位置（如图2所示），做入射方向的_和入射点与出射点连线所表示的_的中垂线，交点表示_。图2V0图一B：确定半径 用公式r=_计算 根据几何关系确定，设上图1磁场宽度为d末速度与水平方向夹角为，则半径为r=_。 C：确定时间 当圆心角为_时，运动时间为一个周期；当圆心角为弧度时，运动时间为t=_；当

4、圆心角为度时，运动时间为t=_。：常见问题A:判断图3中两个角度之间的关系1_2（填或=）B：判断图3中两个轨迹是由于两个粒子的_不同造成的。若入射角1=，它们运动的时间之比为_，由此造成多解。EB21 图6图3C:在图7中正离子沿半径方向进入圆形磁场区域，不管粒子从哪里出去，粒子初设位置与入射位置的连线与磁场圆圆心和轨迹圆圆心的连线一定_（填垂直或不垂直），即粒子沿磁场圆的半径进入一定沿_出射。D:在图12中同种带正电粒子，画出粒子在图中几种入射角时的轨迹。图12+图7（3）若粒子以任意夹角进入磁场将做螺旋线运动。（试想想为什么）V0qE图4三、复合场中的运动（几种常见特殊运动） （1）匀强

5、电场和重力场同时存在A：如图4所示，若mg=qE则粒子做_运动。B：如图5所示，若粒子从MN直线上某点沿MN方向释放， 粒子将做_运动。C：如图5所示，若粒子的初速度方向与MN不共线，一般有两种方法：将运动分解，由于电场力和重力都是恒力，电场力方向和重力方向均为简单的直线运动，可以先单独求解，然后再按照运动合成的观点求出复杂运动的相关物理量。从功能的观点出发分析带电粒子的运动问题图5MNqEmgmg（关键是分清有几个功，有几种能） （2)电磁场与重力场同时存在 A:如图6所示若小球带正电，可分析出小球受_力方向_、受_力方向_和_力方向_。若则小球将做_运动。B:若小球在三场同时存在的情况下做

6、直线运动则一定是_直线运动。四、组合场（电场、磁场分别位于不同区域，粒子在各个区域只受电场力或只受洛伦兹力） （1)运动形式：一般是磁场中的匀速圆周运动和电场中的类平抛运动或加速直线运动的组合运动处理方法：分析边界线，找出两个场中运动的联系点，即粒子从一个场进入另一个场时的位置、进入另一个场时的速度大小和方向。结合其它已知条件求解。自我检测备注1.如图所示：一束电子（电荷量为e)以速度垂直射入磁感应强度为B，宽度为d的匀强磁场中，穿出磁场时速度方向与原来的入射方向的夹角为，则电子的运动半径为多少？电子的质量为多少？穿过磁场的时间是多少？若要电子穿不出磁场，在B不变的情况下d至少为多少？若d不变

7、则B至少是多少？2.在图7中，若磁场半径为r=m,磁感应强度为B=0.2T，初速度，已知比荷为，求离子在磁场中作匀速圆周运动的半径？要使离子离开磁场时有最大偏转角，求入射时与水平直径间的夹角及最大偏转角？3.如图9，长为间距为的水平两极板间，有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感强度为，两板不带电，现有质量为，电量为的带正电粒子（重力不计），从左侧两极板的中心处以不同速率水平射入，欲使粒子不打在板上，求粒子速率应满足什么条件。4.如图10所示，空间分布着有理想边界的匀强电场和匀强磁场左侧匀强电场的场强大小为E、方向水平向右，电场宽度为L；中间区域匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里一个质量为m、电量为q、不计重力的带正电的粒子从电场的左边缘的O点由静止开始运动，穿过中间磁场区域进入右侧磁场区域后，又回到O点，然后重复上述运动过程。求：（1）中间磁场区域的宽度d；（2）带电粒子从O点开始运动到第一次回到O点所用时间t。图105.如图11所示，在y0的空间中存在匀强电场，场强沿y轴负方向；在y0的空间中，存在匀强磁场，磁场方向垂直xy平面（纸面）向外。一电量为q、质量为m的带正电的运动粒子，经