教案带电粒子在独立电磁场中的运动

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1、克拉玛依市“教学能手”比赛课教案克拉玛依市实验中学马明兵带电粒子在独立电磁场中的运动教学目标：1.复习带电粒子在独立电磁场中的四种基本运动的规律。2.构建“带电粒子在独立电磁场中的运动”一类问题的结构框架。3.启发学生对化解复杂问题是思考。教学重、难点：构建“带电粒子在独立电磁场中的运动”一类问题的结构框架。教学过程：一．问题分类二．四个基本模型1.∥E，做匀变速直线运动；思路：牛顿运动定律、运动学公式、动能定理2.⊥E，做类平抛运动（匀变速曲线运动）；思路：运动的分解、功能关系3.∥B（不受力），做匀速直线运动；思路：匀速运动公式4.⊥B，做匀速圆周运动；思

2、路：圆周运动公式、牛顿定律、几何知识二．四个基本模型1.∥E（1）正负电荷沿着电场线方向进入（2）正负电荷逆着电场线方向进入解题思路1：桥梁F=ma求a，思路2：动能定理（末-初）2.∥B粒子不受力，做匀速直线运动。3.⊥E（电偏转）类平抛运动，运动分解如图，求：运动时间、偏转位移、出射速度大小和方向。7克拉玛依市“教学能手”比赛课教案克拉玛依市实验中学马明兵两个基本量：偏转位移过渡：竖直分速度合速度大小：或动能定理方向电偏转6个核心方程。4.⊥B（磁偏转）洛伦兹力垂直速度，粒子做匀速圆周运动。三个基本量：（可直接写）如图，粒子从磁场左边界A点进入，从右边界B

3、点射出，求：偏转位移y、运动时间、射出时速度方向。（与电偏转对比）半径：（基本量）几何：，数形结合几何关系（背）（偏向角放在三角形中计算，即弧所对圆心角）（基本量）磁偏转5个方程，3步物理，2步几何。7克拉玛依市“教学能手”比赛课教案克拉玛依市实验中学马明兵一．多种组合1.∥E⊥B情境如图，已知q，m，U，B，R，L，求y=？分析：∥E电加速，匀加速直线运动⊥B磁偏转，匀速圆周运动解：E中，动能定理：B中：半径（基本量）几何关系：2.⊥E，⊥B如图，已知：m，-q，，OA=d，OC=2d；第一次穿过x轴在C点，第二次穿过x轴在O点，第三次在D点，C，D点在图中

4、未画出。求：E=？B=？tAD=？解析：电场中，⊥E，类平抛运动磁场中，⊥B，匀速圆周运动7克拉玛依市“教学能手”比赛课教案克拉玛依市实验中学马明兵过程1：E中：由（1）（2）（3）式可得由（1）（2）（3）（4）可得过程2：B中几何：由(6)(7)(8)式得时间：周期：过程3：E中，粒子做类平抛逆运动，根据运动对称性总时间3.∥E，⊥E，⊥B4.∥E，⊥B，⊥EDU1U2v0vBθ其他更多不同组合。小结：带电粒子在独立电磁场中的运动（拼盘），此类问题可看作4个基本模型的组合，应熟练掌握基本模型的规律、结论、分析方法。7克拉玛依市“教学能手”比赛课教案克拉玛依

5、市实验中学马明兵PlanB1.∥E⊥B学生练习电磁场分布如图所示，已知：E，B，，-q，m求：粒子第三次通过x轴时：所通过的路程S=？总时间t=？在B中，在E中，总时间在B中：周期在B中，在E中，B中：E中，单程周期总时间7克拉玛依市“教学能手”比赛课教案克拉玛依市实验中学马明兵2.⊥E，⊥Bv平行E，v垂直B，v垂直E图5如图5所示，在xOy直角坐标系中，第Ⅰ象限内分布着方向垂直纸面向里的匀强磁场，第Ⅱ象限内分布着方向沿y轴负方向的匀强电场，初速度为零、带电荷量为＋q、质量为m的粒子经过电压为U的电场加速后，从x轴上的A点垂直x轴进入磁场区域，经磁场偏转后过

6、y轴上的P点且垂直y轴进入电场区域，在电场中偏转并击中x轴上的C点．已知OA＝OC＝d.求电场强度E和磁感应强度B的大小(粒子的重力不计)．V垂直E，v垂直B，v垂直E，v垂直B图7如图7所示，在直角坐标系的第Ⅰ象限和第Ⅲ象限存在着电场强度均为E的匀强电场，其中第Ⅰ象限电场沿x轴正方向，第Ⅲ象限电场沿y轴负方向．在第Ⅱ象限和第Ⅳ象限存在着磁感应强度均为B的匀强磁场，磁场方向均垂直纸面向里．有一个电子从y轴的P点以垂直于y轴的初速度v0进入第Ⅲ象限，第一次到达x轴上时速度方向与x轴负方向夹角为45°，第一次进入第Ⅰ象限时，与y轴负方向夹角也是45°，经过一段时间

7、电子又回到了P点，进行周期性运动．已知电子的电荷量为e，质量为m，不考虑重力和空气阻力．求：(1)P点距原点O的距离；7克拉玛依市“教学能手”比赛课教案克拉玛依市实验中学马明兵(2)粒子第一次到达x轴上C点与第一次进入第Ⅰ象限时的D点之间的距离；(3)电子从P点出发到第一次回到P点所用的时间．例2　(1)　(2)(或)(3)＋v垂直B，v平行E，v垂直B，v垂直E图1111．如图11所示，在xOy平面内，第Ⅱ象限内的直线OM是电场与磁场的分界线，OM与x轴的负方向成45°角，在x＜0且OM的左侧空间存在着垂直纸面向里的匀强磁场B，磁感应强度大小为0.1T；在y

8、＞0且OM的右侧空间存在着沿y轴正方向