组合场中运动学案.docVIP

带电粒子的花样运动 学案 一、学习目标 1、熟悉带电粒子在匀强电场和匀强磁场中的基本运动； 2、加强电场、磁场与力学知识的整合，能够对带电粒子正确受力分析、运动分析； 3、提升应用数学中平面几何、函数等知识处理物理问题的能力。 二、复习回顾 1、确定圆心的常用方法 2、带电粒子在不同有界磁场中的运动规律 规律： 3、“电偏转”与“磁偏转” 比 类型较 项 带电粒子垂直进入电场 “电偏转” 带电粒子垂直进入磁场 “磁偏转” 受力 大小 FE= 与电荷的运动状态 v与B垂直，FB= （若电荷 或v B，不受洛伦兹力） 方向 正电荷受力方向与E方向 负电荷受力方向与E方向 方向与B、v所决定的平面 分清正负电荷后用 确定方向 运动 规律 运动，轨迹是 vx= , x= , vy= , y= 运动，轨迹是 r= , T= 运动 时间 常利用分运动的 性 t= （偏转角度为?） 功能 做功多少与路径 ，取决于 位置两点之间的 ， 改变粒子动能。 洛伦兹力对电荷 改变电荷的动能。 三、课前预习 例1、(2012年新课标T25)如图，一半径为R的圆表示一柱形区域的横截面(纸面)。在柱形区域内加一方向垂直于纸面的匀强磁场，一质量为m、电荷量为q的粒子沿图中直线在圆上的a点射入柱形区域，在圆上的b点离开该区域，离开时速度方向与直线垂直。圆心O到直线的距离为。现将磁场换为平行于纸面且垂直于直线的匀强电场，同一粒子以同样速度沿直线在a点射入柱形区域，也在b点离开该区域。若磁感应强度大小为B，不计重力，求：电场强度的大小。 例2、如图，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,方向垂直纸面向外； 右侧匀强磁场的磁感应强度大小也为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。 例3、在如图所示的直角坐标系中，x轴的上方有垂直于xoy平面的匀强磁场，磁感应强度B＝10－2T；x轴的下方有与x轴负方向成45°角的匀强电场，场强。把一个比荷为的正电荷从坐标为（0，-1.0）的A点处由静止释放，电荷所受的重力忽略不计，求： ⑴电荷从释放到第一次进入磁场时所用的时间t； ⑵电荷在磁场中的轨迹半径； ⑶电荷第三次到达x轴上的位置。 四、思考总结 1、带电粒子在电场、磁场中的常见运动形式有哪些？ 2、解决带电粒子在组合场中问题的步骤、注意事项有哪些？ 3、生活、科技中有哪些应用实例？ 课后作业 1、在平面直角坐标系xoy中，第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第Ⅳ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 θ＝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。 2、如图，与水平面成45°角的平面MN将空间分成I和II两个区域。一质量为m、电荷量为q（q＞0）的粒子以速度从平面MN上的P点水平向右射入I区。粒子在I区运动时，只受到大小不变、方向竖直向下的电场作用，电场强度大小为E；在II区运动时，只受到匀强磁场的作用，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里。求粒子首次从II区离开时到出发点P的距离。(粒子的重力可以忽略) 3、如图，在区域I（0≤x≤d）和区域II（d≤x≤2d）内分别存在匀强磁场，磁感应强度大小分别为B和2B，方向相反，且都垂直于xOy平面。一质量为m、带电荷量q（q＞0）的粒子a于某时刻从y轴上的P点射入区域I