约4260字。
09年高考物理第二轮复习
——带电粒子在复合场中的运动
教学目标:
1能分析掌握带电粒子在重力场、电场、磁场同时存在的叠加场中几种基本运动模型
2会在复合场中进行正确的受力分析和描述运动情况
2会用力学知识和观点及相关场的知识解答复合场问题
教学重点:
带电粒子在复合场中的运动的受力分析和运动情况的分析
教学难点:
带电粒子在复合场中进行较复杂的曲线运动
教学流程:
今天我们一起来研究带电粒子在复合场中的运动,首先来复习一下基本概念。什么是复合场?它是指一个空间可以同时存在几个场,如重力场,电场,磁场等。当一个带电粒子进入这个空间后,可能受到重力,电场力,洛伦兹力等。那么这三个力又各自有什么特点呢?我们以表格的形式归纳如下。
大小 方向 做功特点
重力 G = mg 竖直向下 做功只与始、末高度差有关
电场力 F = Eq 带正电粒子受力与电场方向相同,负电相反 做功只与始、末位置有关
洛伦兹力 F = BqV 左手定则(F洛⊥v) 始终不做功
尤其我们要注意洛伦兹力始终与速度垂直,所以洛伦兹力永不做功。
那么在有些情况下我们可以忽略重力的影响,有时又不行,我们如何进行区分呢?
⑴基本粒子,如电子,质子, 粒子,离子等不考虑重力 ⑵带电小球、油滴应考虑重力 ⑶对未知名的,题中又没有明确交代的带电粒子是否考虑重力,则应根据题给物理过程及隐含条件具体分析后作出符合实际的决定。
基本概念之后我们一起来探讨两个问题:若带电粒子同时受重力、电场力和洛仑兹力作用,请思考
【问题1】带电粒子能否做直线运动?该直线运动一定是匀速直线运动吗?
学生:可以 一定
【问题2】带电粒子能否做匀速圆周运动?若能, 请你说明条件;若不能,请你说明理由。
学生:能 电场力和重力平衡,洛伦兹力提供向心力
我们一起来应用一下:(学生思考2分钟,投影展示学生的学案。)
思考1: 在竖直平面内,若要使带电小球沿着AB直线作匀速直线运动,
则要向哪个方向加一个匀强磁场呢?电荷的电性应如何呢?
学生:垂直于纸面向里 正电
引导学生思考,负电菏为什么不可以呢?
学生:若是负电荷,三个力在某条线的同一侧,所以无法受力平衡。
思考2:一个带电微粒在图示的正交匀强电场为E和匀强磁场为B中在竖直面内做匀速圆周运动。则该带电微粒必然带_____,旋转方向为_____ 。若已知圆半径为r,电场强度为E磁感应强度为B,则线速度为_____。(已知重力加速度为g)
学生:负电 逆时针 由mg=qE和qvB=m 解得v=
小结:上面的研究我们发现带电粒子在复合场中,可能做匀速直线运动,也可能做匀速圆周运动,那还有没有其他的可能呢?我们一起来看例1。
例1. 如图所示,一带电小球从两竖直的带等量异种电荷的平行板上方h处自由落下,两板间存在方向垂直纸面向里的匀强磁场,带电小球通过正交的电场和磁场时( )
A 可能做匀速直线运动
B 可能做匀加速直线运动
C 可能做直线运动
D 一定做曲线运动
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