陜西省渭南市澄城中學高二物理帶電粒在場中的運動教案

1、課題帶電粒子在場中的運動班級授課（完成）時間教師（學生）教學目標知識與技能掌握帶電粒子在各種場中的特殊運動掌握帶電粒子運動的處理方法過程與方法情感態(tài)度與價值觀重點難點掌握帶電粒子在各種場中運動的基本方法學生自學反饋舊知回顧（知識清單）備注u、e、dle一、勻強電場中的運動基本類型：（1）如圖所示：電子由負極板附近無初速釋放則電子將做_運動；末速度可依據(jù)_，和_聯(lián)立求解。也可以依據(jù)_定理，由_求解。末速度為_。（2）若電子以初速度由正極板附近水平向左發(fā)射，則電子剛開始將做_運動，處理方法類似于_運動。（3） 若電子豎直向下垂直射入電場，電子將做_運動，水平方向做_運動，豎直方向做_運動。若電子可

2、以離開電場則運動時間為t=_,離開電場時電場方向的偏移量為x=_,離開電場時的末速度為v=_,離開電場時電場方向的分速度為=_,離開電場時的速度偏轉(zhuǎn)角為tan=_；若電子打在極板上，電場方向的偏移量為x=_，則運動時間為t=_,垂直電場方向的位移為y=_。（4） 若電子的初速度與電場間有一定夾角()，運動類型類似于_?？梢源怪狈纸夂笤趦蓚€方向分別考慮。二、磁場中的運動（1）若帶電粒子平行進入勻強磁場，粒子將做_運動。 （2）若帶電粒子垂直進入勻強磁場，粒子將做_運動。_提供向心力，洛倫茲力指向_,洛倫茲力沿_方向，洛倫茲力一定與_方向垂直。由牛頓第二定律：_=_，可得粒子的運動半徑為r=_,同

3、理可得運動周期為t=_，即粒子在磁場中的運動時間與_無關(guān)。：研究帶電粒子在勻強磁場中的圓周運動，一般應(yīng)遵循“找圓心，畫軌跡，確定圓心角，算半徑，算周期，算時間”的基本方法和規(guī)律。a：找圓心已知入射方向和出射方向時（如圖1所示），可以做入射速度和出射速度的_,交點表示_。在圖中畫出。已知入射方向和出射點位置（如圖2所示），做入射方向的_和入射點與出射點連線所表示的_的中垂線，交點表示_。圖2v0圖一b：確定半徑 用公式r=_計算 根據(jù)幾何關(guān)系確定，設(shè)上圖1磁場寬度為d末速度與水平方向夾角為，則半徑為r=_。 c：確定時間 當圓心角為_時，運動時間為一個周期；當圓心角為弧度時，運動時間為t=_；當

4、圓心角為度時，運動時間為t=_。：常見問題a:判斷圖3中兩個角度之間的關(guān)系1_2（填<或>或=）b：判斷圖3中兩個軌跡是由于兩個粒子的_不同造成的。若入射角1=，它們運動的時間之比為_，由此造成多解。eb21 圖6圖3c:在圖7中正離子沿半徑方向進入圓形磁場區(qū)域，不管粒子從哪里出去，粒子初設(shè)位置與入射位置的連線與磁場圓圓心和軌跡圓圓心的連線一定_（填垂直或不垂直），即粒子沿磁場圓的半徑進入一定沿_出射。d:在圖12中同種帶正電粒子，畫出粒子在圖中幾種入射角時的軌跡。圖12+圖7（3）若粒子以任意夾角進入磁場將做螺旋線運動。（試想想為什么）v0qe圖4三、復(fù)合場中的運動（幾種常見特殊

5、運動） （1）勻強電場和重力場同時存在a：如圖4所示，若mg=qe則粒子做_運動。b：如圖5所示，若粒子從mn直線上某點沿mn方向釋放， 粒子將做_運動。c：如圖5所示，若粒子的初速度方向與mn不共線，一般有兩種方法：將運動分解，由于電場力和重力都是恒力，電場力方向和重力方向均為簡單的直線運動，可以先單獨求解，然后再按照運動合成的觀點求出復(fù)雜運動的相關(guān)物理量。從功能的觀點出發(fā)分析帶電粒子的運動問題圖5mnqemgmg（關(guān)鍵是分清有幾個功，有幾種能） （2)電磁場與重力場同時存在 a:如圖6所示若小球帶正電，可分析出小球受_力方向_、受_力方向_和_力方向_。若則小球?qū)⒆鯻運動。b:若小球在三場

6、同時存在的情況下做直線運動則一定是_直線運動。四、組合場（電場、磁場分別位于不同區(qū)域，粒子在各個區(qū)域只受電場力或只受洛倫茲力） （1)運動形式：一般是磁場中的勻速圓周運動和電場中的類平拋運動或加速直線運動的組合運動處理方法：分析邊界線，找出兩個場中運動的聯(lián)系點，即粒子從一個場進入另一個場時的位置、進入另一個場時的速度大小和方向。結(jié)合其它已知條件求解。自我檢測備注1.如圖所示：一束電子（電荷量為e)以速度垂直射入磁感應(yīng)強度為b，寬度為d的勻強磁場中，穿出磁場時速度方向與原來的入射方向的夾角為，則電子的運動半徑為多少？電子的質(zhì)量為多少？穿過磁場的時間是多少？若要電子穿不出磁場，在b不變的情況下d至

7、少為多少？若d不變則b至少是多少？2.在圖7中，若磁場半徑為r=m,磁感應(yīng)強度為b=0.2t，初速度，已知比荷為，求離子在磁場中作勻速圓周運動的半徑？要使離子離開磁場時有最大偏轉(zhuǎn)角，求入射時與水平直徑間的夾角及最大偏轉(zhuǎn)角？3.如圖9，長為間距為的水平兩極板間，有垂直于紙面向里的勻強磁場，磁感強度為，兩板不帶電，現(xiàn)有質(zhì)量為，電量為的帶正電粒子（重力不計），從左側(cè)兩極板的中心處以不同速率水平射入，欲使粒子不打在板上，求粒子速率應(yīng)滿足什么條件。4.如圖10所示，空間分布著有理想邊界的勻強電場和勻強磁場左側(cè)勻強電場的場強大小為e、方向水平向右，電場寬度為l；中間區(qū)域勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小為b，方向垂直紙面向里一個質(zhì)量為m、電量為q、不計重力的帶正電的粒子從電場的左邊緣的o點由靜止開始運動，穿過中間磁場區(qū)域進入右側(cè)磁場區(qū)域后，又回到o點，然后重復(fù)上述運動過程。求：（1）中間磁場區(qū)域的寬度d；（2）帶電粒子從o點開始運動到第一次回到o點所用時間t。圖105.如圖11所示，在y0的空間中存在勻強電場，場強沿y軸負方向；在y0的空間中，存在勻強磁場，磁場方向垂直xy平面（紙面）向外。一電量為q、質(zhì)量為m的帶正電的運動粒子，經(jīng)過y軸上y