2016届高考物理二轮复习教学案 电磁学 专题九 电场与磁场综合分析
2016届高考物理第二轮知识点复习教学案19
第8讲 磁场及带电体在磁场中的运动考什么1．磁场的性质，安培力作用下导体棒的平衡和运动；2．带电粒子在匀强磁场中的运动。
怎么考1．通电导体在磁场中的受力情况和运动情况分析的中等难度选择题或计算题；2．带电粒子在匀强磁场中偏转的中等难度选择题或计算题；3．带电粒子在有界匀强磁场中的临界或多解的难度较大的计算题。
怎么办1．重视对概念和规律的理解及应用，强化专题间的综合，特别是和电场、电磁感应的综合；2．掌握磁场的性质及分布规律，能结合受力分析和牛顿运动定律分析导体在安培力作用下的运动；3．掌握带电粒子在磁场中运动的分析方法。
对应学生用书P0501.磁场强弱的描述(1)磁感应强度的定义式：B ＝FIL ，条件：导线与磁场垂直。
(2)磁感应强度的合成满足平行四边形定则。
2．安培力(1)计算公式：F ＝BIL sin θ，其中θ为B 与I 的夹角。
①当磁场与电流垂直时，θ＝90°，F ＝BIL 。
②当磁场与电流平行时，θ＝0°，F ＝0。
(2)方向判定：用左手定则。
3．洛伦兹力(1)计算公式：F ＝q v B sin θ，其中θ为B 与v 的夹角。
①v ∥B 时，F ＝0。
②v ⊥B 时，F ＝q v B 。
③v ＝0时，F ＝0。
(2)方向判定：用左手定则，注意“四指”指向正电荷的运动方向，与负电荷的运动方向相反。
4．带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的基本公式 (1)向心力由洛伦兹力提供：q v B ＝m v 2R 。
(2)轨道半径：R ＝m vqB 。
(3)周期公式：T ＝2πR v ＝2πmqB 。
安培力和洛伦兹力的比较对应学生用书P0511 磁场及磁场对带电体的作用力一般考查磁场的产生、磁感应强度的叠加、左右手定则、安培力与洛伦兹力的掌握情况。
答案 D解析由安培定则可知，a、c中电流方向相同，两导线在O处产生磁场的磁感应强度大小相等、方向相反，合矢量为零；b、d两导线中电流方向相反，由安培定则可知，两导线在O处产生的磁场的磁感应强度方向均由c指向a，故D选项正确。
高考物理二轮复习专题突破教案 专题六 电场和磁场
专题六电场和磁场第1讲：电场与磁场的理解一、学习目标1、理解并掌握电场的性质2、学会处理电场矢量合成问题3、学会处理带点粒子在有界磁场中的临界、极值问题4、学会处理带电粒子在匀强磁场中的多过程问题二、课时安排2课时三、教学过程（一）知识梳理1.对电场强度的三个公式的理解(1)E＝Fq是电场强度的定义式，适用于任何电场.电场中某点的场强是确定值，其大小和方向与试探电荷q无关.试探电荷q充当“测量工具”的作用.(2) E＝k Qr2是真空中点电荷所形成的电场的决定式.E由场源电荷Q和场源电荷到某点的距离r决定.(3)E＝Ud是场强与电势差的关系式，只适用于匀强电场，注意：式中d为两点间沿电场方向的距离.2.电场能的性质(1)电势与电势能：φ＝Epq.(2)电势差与电场力做功：U AB＝WABq＝φA－φB.(3)电场力做功与电势能的变化：W＝－ΔE p.3.等势面与电场线的关系(1)电场线总是与等势面垂直，且从电势高的等势面指向电势低的等势面.(2)电场线越密的地方，等差等势面也越密.(3)沿等势面移动电荷，电场力不做功，沿电场线移动电荷，电场力一定做功.4.带电粒子在磁场中的受力情况(1)磁场只对运动的电荷有力的作用，对静止的电荷无力的作用.磁场对运动电荷的作用力叫洛伦兹力.(2)洛伦兹力的大小和方向：其大小为F＝qvB sinθ，注意：θ为v与B的夹角.F的方向由左手定则判定，但四指的指向应为正电荷运动的方向或负电荷运动方向的反方向.5.洛伦兹力做功的特点由于洛伦兹力始终和速度方向垂直，所以洛伦兹力永不做功.（二）规律方法1.本部分内容的主要研究方法有：(1)理想化模型.如点电荷、电场线、等势面；(2)比值定义法.电场强度、电势的定义方法是定义物理量的一种重要方法；(3)类比的方法.电场和重力场的比较；电场力做功与重力做功的比较；带电粒子在匀强电场中的运动和平抛运动的类比.2.静电力做功的求解方法：(1)由功的定义式W＝Fl cosα来求；(2)利用结论“电场力做功等于电荷电势能增量的负值”来求，即W＝－ΔE p；(3)利用W AB＝qU AB 来求.3.研究带电粒子在电场中的曲线运动时，采用运动合成与分解的思想方法；带电粒子在组合场中的运动实际是类平抛运动和匀速圆周运动的组合，一般类平抛运动的末速度就是匀速圆周运动的线速度.（三）典例精讲高考题型一对电场性质的理解【例1】(2016·全国甲卷·15)如图1所示，P是固定的点电荷，虚线是以P 为圆心的两个圆.带电粒子Q在P的电场中运动，运动轨迹与两圆在同一平面内，a、b、c为轨迹上的三个点.若Q仅受P的电场力作用，其在a、b、c点的加速度大小分别为a a、a b、a c，速度大小分别为v a、v b、v c，则( )图1A.a a>a b>a c，v a>v c>v bB.a a>a b>a c，v b>v c>v aC.a b>a c>a a，v b>v c>v aD.a b>a c>a a，v a>v c>v b解析由库仑定律F＝kq1q2r2可知，粒子在a、b、c三点受到的电场力的大小关系为F b>F c>F a，由a＝Fm，可知a b>a c>a a.根据粒子的轨迹可知，粒子Q与场源电荷P的电性相同，二者之间存在斥力，由c→b→a整个过程中，电场力先做负功再做正功，且W ba>|W cb|，结合动能定理可知，v a>v c>v b，故选项D正确.答案 D归纳小结1.电场线：假想线，直观形象地描述电场中各点场强的强弱及方向，曲线上各点的切线方向表示该点的场强方向，曲线的疏密程度表示电场的强弱.2.电势高低的比较(1)根据电场线方向，沿着电场线方向，电势越来越低；(2)根据电势的定义式φ＝Wq，即将＋q从电场中的某点移至无穷远处电场力做功越多，则该点的电势越高；(3)根据电势差U AB＝φA－φB，若U AB>0，则φA>φB，反之φA<φB.3.电势能变化的判断(1)根据电场力做功判断，若电场力对电荷做正功，电势能减少；反之则增加.即W AB＝－ΔE p.(2)根据能量守恒定律判断，电场力做功的过程是电势能和其他形式的能相互转化的过程，若只有电场力做功，电荷的电势能与动能相互转化，而总和应保持不变.即当动能增加时，电势能减少.高考题型二电场矢量合成问题【例2】电荷量为＋Q的点电荷和接地金属板MN附近的电场线分布如图2所示，点电荷与金属板相距为2d，图中P点到金属板和点电荷间的距离均为d.已知P 点的电场强度为E0，则金属板上感应电荷在P点处产生的电场强度E的大小为( )图2A.E ＝0B.E ＝kQ d 2C.E ＝E 0－kQ d 2D.E ＝E 02解析 ＋Q 在P 点产生的场强大小E 1＝k Q d2，方向水平向右.根据电场的叠加原理可得：E 0＝E 1＋E解得金属板上感应电荷在P 点处产生的电场强度E 的大小为E ＝E 0－k Q d2，故C 正确.答案 C 归纳小结1.熟练掌握常见电场的电场线和等势面的画法.2.对于复杂的电场场强、电场力合成时要用平行四边形定则.3.电势的高低可以根据“沿电场线方向电势降低”或者由离正、负场源电荷的距离来确定.高考题型三 带点粒子在有界磁场中的临界、极值问题【例3】 如图3所示，M 、N 为中心开有小孔的平行板电容器的两极板，相距为D ，其右侧有一边长为2a 的正三角形区域，区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，在极板M 、N 之间加上电压U 后，M 板电势高于N 板电势.现有一带正电的粒子，质量为m ，电荷量为q ，其重力和初速度均忽略不计，粒子从极板M 的中央小孔S 1处射入电容器，穿过小孔S 2后从距三角形A 点3a 的P 处垂直AB 方向进入磁场，试求：图3(1)粒子到达小孔S2时的速度；(2)若粒子从P点进入磁场后经时间t从AP间离开磁场，求粒子的运动半径和磁感应强度的大小；(3)若粒子能从AC间离开磁场，磁感应强度应满足什么条件？解析(1)带电粒子在加速电场中运动时由动能定理得：qU＝12 mv2解得粒子进入磁场时的速度大小为v＝2qU m(2)粒子的轨迹图如图甲所示，粒子从进入磁场到从AP间离开，由牛顿第二定律可得：qvB＝m v2 R粒子在磁场中运动的时间为t＝πRv，由以上两式可解得轨道半径R＝2qUmπmt磁感应强度为B＝πm qt(3)粒子从进入磁场到从AC间离开，若粒子恰能到达BC边界，如图乙所示，设此时的磁感应强度为B1，根据几何关系有此时粒子的轨道半径为R1＝2a sin60°＝3a由牛顿第二定律可得qvB1＝m v2R1，解得B1＝6qUm3qa粒子从进入磁场到从AC间离开，若粒子恰能到达AC边界，如图丙所示，设此时的磁感应强度为B2，根据几何关系有：R2＝(3a－R2)si n60°由牛顿第二定律可得qvB2＝m v2 R 2由以上两式解得B 2＝＋32qUm3qa综上所述要使粒子能从AC间离开磁场，磁感应强度应满足：6qUm3qa≤B＜＋32qUm3qa答案(1) 2qUm(2)2qUmπm·tπmqt(3)6qUm3qa≤B＜＋32qUm3qa归纳小结1.解决带电粒子在磁场中运动的临界问题，关键在于运用动态思维，寻找临界点，确定临界状态，根据粒子的速度方向找出半径方向，同时由磁场边界和题设条件画好轨迹，定好圆心，建立几何关系.2.粒子射出或不射出磁场的临界状态是粒子运动轨迹与磁场边界相切.高考题型四带电粒子在匀强磁场中的多过程问题【例4】如图4甲所示，在直角坐标系xOy平面内，以O点为中心的正方形abcd 与半径为3L的圆形之间的区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B.在y轴上有一挡板PQ，挡板长为L，挡板的放置关于x轴对称.a处有一个质子源，Oa ＝L，可以向y轴方向发射出速度从零开始的一系列质子.已知质子的质量为m，电量为q，不计质子的重力、质子间的相互作用，质子碰到档板被立即吸收.求：图4(1)要使质子不离开圆形区域的最大速度；(2)当质子速度满足什么条件时，质子运动中能够经过c点；(3)质子第一次回到a点的最长时间；(4)如图乙，如果整个圆内都充满磁感应强度为B的匀强磁场，挡板长度增为2L，挡板的放置仍关于x轴对称，而且a点能在xOy平面内向四周均发射v＝qBL m的质子，那么，求从a点发射出的所有带电粒子中击中挡板左面粒子与击中挡板右面粒子的比.解析 (1)由洛伦兹力提供向心力得到：qvB ＝mv 2R ①由题意得到最大的半径R max ＝2L 因此得到v max ＝qBR max m ＝2qBLm(2)由题目得到质子的半径R 取值范围为：L2≤R ≤L综合①式，得到qBL 2m ≤v ≤qBL m(3)计算得到质子做一个完整圆周运动的周期T ＝2πRv ＝2πmqB质子经过a 点的最长时间，是以半径为L2运动的质子，如图所示，在磁场中运动的时间正好为一个圆周运动时间，t 1＝T ＝2πmqB在没有磁场的区域正好做匀速直线运动，时间t 2＝2LqBL 2m＝4m qB故t max ＝t 1＋t 2＝π＋mqB(4)由几何关系得，打到挡板左面的粒子所对应的角度为90°，打到挡板右面的粒子所对应的角度也为90°.所以，从a 点发射出的所有带电粒子中击中挡板左面粒子与击中挡板右面粒子的比为1∶1.如图所示.答案(1)2qBLm(2)qBL2m≤v≤qBLm(3)π＋mqB(4)1∶1四、板书设计1、对电场性质的理解2、电场矢量合成问题3、带点粒子在有界磁场中的临界、极值问题4、带电粒子在匀强磁场中的多过程问题五、作业布置完成电场和磁场(1)的课时作业六、教学反思借助多媒体形式，使同学们能直观感受本模块内容，以促进学生对所学知识的充分理解与掌握。
高三二轮复习教案电场和磁场复习教案(打印)
坚持夯实基础为主的主线
（第二课时）
四．典例精析
题型1.（电场性质的理解）电子在电场中运动时，仅受电场力作用，其由a点运动到b
的轨迹如图中虚线所示。
图中一组平行等距实线可能是电场线，也可能是等势线，则下列说法中正确的是（）
A．不论图中实线是电场线还是等势线，a点的电势都比b点低
B．不论图中实线是电场线还是等势线，a点的场强都比b点小
C．如果图中实线是电场线，则电子在a点动能较小
D．如果图中实线是等势线，则电子在b点动能较小
解析：由运动轨迹可知若实线是电场线的话所受电场力水平向右，若实线是等势线的话所受电场力竖直向下。
再结合粒子是电子，可知场强方向要不水平向左（b点电势高），要不场强方向竖直向上（a点电势高）。
且为匀强电场场强处处相同。
AB错。
若实线是电
三点在O点合场强不为零，而
，电场力做负功，电势能增大。
BD对。
等量异种电荷的中垂线是等势线，而电场线和等势线是垂直的
以上的不同的场
满足什么条件时，此带电微粒会碰到偏转极板
内存在着匀强电场
方向垂直的直线上，该直线与x轴和y轴的
2R
轴从C 点进入有磁场区域，并从坐标原点O 沿轴负方向离开，求点场强度和磁感应强度的大小和方向。
轴相交的区域，并说明理由。
，那么它们与x 轴相交的区域又在哪里？并说明带电粒子平行于x 轴从C 点进入磁场，说明带电微粒所受重力和电场力平衡。
设电场 qE mg = 可得 q
mg E =
方向沿y 轴正方向。
带电微粒进入磁场后，将做圆周运动。
且 r=R。
高考物理二轮复习教案电磁学
高考物理二轮复习教案电磁学一、知识结构(一)电场1.了解什么是基元电荷及电荷守恒定律的应用。
2.掌握真空中的库仑定律及其应用。
3.掌握电场强度的定义式、点电荷和匀强电场场强的计算公式，正确领会磁力线的含义。
4.理解电势、电势差、等势面的概念，掌握匀强电场中场强和电势差的关系及电场力做功与电势能的关系。
5.理解电场中的导体处于静电平衡状态时的特殊情况。
6.掌握带电粒子在电场中运动的规律。
7.掌握电容器的电容的概念及平行板电容器中电容的计算公式。
(二)恒定电流1.掌握电阻的串并联规律，串并联电路中的电压、电流及功率分配及焦耳定律。
2.理解电动势的概念，掌握闭合电路的欧姆定律。
3.掌握电路的处理方法，学会对电路的变化分析判断，掌握各种类型的电路计算。
4.掌握电压表、电流表和欧姆表的读数方法和测量原理及方法。
5.会根据电路图进行电路的实物接线。
(三)磁场1.理解磁场、磁感强度、磁感线、磁通量的意义，了解磁现象的电本质。
2.掌握安培力的计算公式和左手定则，了解电流表的工作原理。
3.掌握速度与磁场方向平行和垂直两种情况下洛仑力方向的判定和大小的计算，掌握带电粒子在匀强磁场中的圆周运动规律及洛仓兹力的应用。
(四)电磁感应和交流电1.电磁感应(1)正确领会感应电流产生的条件，熟练运用右手定则和楞次定律判断感应电流及感应电动势的方向。
(2)熟练掌握法拉第电磁感应定律，及各种情况下感应电动势的计算方法。
2.交流电(1)了解交流电的概念，理解表示交流电的各物理量的含义，并能准确识别和使用它们。
(2)理解正弦交流电的图象，并能根据图象讨论有关问题。
(3)理解变压器的原理，能使用电压比和电流比公式分析计算有关问题。
(4)弄清什么叫振荡电流、振荡电路，掌握电磁振荡的过程特征。
(5)熟练掌握电磁振荡的周期和频率公式，并应用公式分析、计算、讨论有关的简单问题。
(6)了解麦克斯韦电磁场理论的基本要点，掌握电磁波的形成和波速公式V=λf的应用。
高考物理二轮复习精品资料Ⅰ专题9 电场教学案(教师版)
电场【名师解读】电场是电学的基础，也是高考的重点，每年必考。
一般以填空题或计算题的形式进行考查。
库仑定律、电场线的性质、带电体在静电场中的平衡、平行板电容器、带电粒子在电场中的运动等是考查的重点。
特别是带电粒子在电场中的运动结合交变电流、磁场知识巧妙地把电场性质与牛顿运动定律、功能关系、动量等力学知识有机地结合起来，更是命题几率较高的热点。
在复习本部分时要牢牢抓住力和能这两条主线，将知识系统化，找出它们的联系，做到融会贯通，同时还应注意此部分知识与科技前沿、生活实际等的联系，如静电除尘、电容式传感器、喷墨打印机、静电分选器、示波器等。
【命题趋向】从近三年的高考分析来看，高考对静电场专题的考查频率很高，所占分值约为全卷的百分之5到10，试题主要集中在电场的力的性质、电场的能的性质以及与其他知识的综合应用。
涉及电场强度、电场线、电场力、电势、电势差、等势面、电势能、平行板电容器的电容、匀强电场、电场力做功电势能的变化，还有带电粒子在电场中的加速和偏转等知识。
重点考查了基本概念的建立、基本规律的内涵与外延、基本规律的适用条件，以及对电场知识跟其他相关知识的区别与联系的理解、鉴别和综合应用。
预计2012年的高考中，本专题仍是命题的热点之一，在上述考查角度的基础上，重点加强以选择题的形式考查静电场的基本知识点，以综合题的形式考查静电场知识和其他相关知识在生产、生活中的应用。
另外高考试题命题的一个新动向，静电的防治和应用，静电场与相关化学知识综合、与相关生物知识综合、与环保等热点问题相联系，在新颖、热门的背景下考查静电场基本知识的应用。
【考点透视】一、库伦定律与电荷守恒定律1．库仑定律（1）真空中的两个静止的点电荷之间的相互作用力与它们电荷量的乘积成正比，与它们距离的二次方成反比，作用力的方向在他们的连线上。
（2）电荷之间的相互作用力称之为静电力或库伦力。
（3）当带电体的距离比他们的自身大小大得多以至于带电体的形状、大小、电荷的分布状况对它们之间的相互作用力的影响可以忽略不计时，这样的带电体可以看做带电的点，叫点电荷。
物理二轮(山东专用)学案：专题9 第1讲 3.电场与磁场 Word版含解析
3．电场与磁场 [临考必背]一、电场1．电场强度⎩⎪⎨⎪⎧E ＝Fq（任何电场）E ＝k Qr 2（点电荷电场）E ＝U ABd ＝φA－φBd （匀强电场）2．电势、电势差、电势能、电功：W AB ＝qU AB ＝q (φA －φB )＝－ΔE p (与路径无关)。
3．电场线的应用(1)电场力的方向——正电荷的受力方向和电场线方向相同，负电荷的受力方向和电场线方向相反。
(2)电场强度的大小(定性)——电场线的疏密可定性反映电场强度的大小。
(3)电势的高低与电势降低的快慢——沿电场线的方向电势逐步降低，电场强度的方向是电势降低最快的方向。
(4)等势面的疏密——电场越强的地方，等差等势面越密集；电场越弱的地方，等差等势面越稀疏。
4．平行板电容器(1)电容器的电容⎩⎨⎧C ＝Q U ＝ΔQΔU（任何电容器）C ＝εr S 4πkd（平行板电容器）(2)电容器的动态分析①平行板电容器充电后保持两极板与电源相连通——U 不变d ↑→⎩⎨⎧C ＝εr S 4πkd↓→Q ＝CU ↓E ＝U d ↓S ↓→⎩⎨⎧C ＝εr S 4πkd↓→Q ＝CU ↓E ＝Ud，不变②平行板电容器充电后两极板与电源断开——Q 不变d ↑→⎩⎨⎧C ＝εr S 4πkd ↓→U ＝Q C↑E ＝U d ＝Q Cd ＝4πkQ εr S ，不变S ↓→⎩⎨⎧C ＝εr S 4πkd ↓→U ＝Q C↑E ＝U d ＝Q Cd ＝4πkQ εr S↑5.电荷在匀强电场中的偏转(v 0⊥E ) (1)规律⎩⎪⎨⎪⎧沿v 0方向：匀速l ＝v 0t沿E 方向：加速⎩⎪⎨⎪⎧v y＝at ＝qU dm ·lv 0y ＝12at 2＝qUl 22dm v2tan θ＝v y v 0＝qUl dm v20(2)推论①不同带电粒子从静止由同一电场加速后进入同一偏转电场，射出时偏转位移及偏转角相等。
②电荷经偏转电场射出后(垂直E 入射)，速度反向延长线与初速度延长线交点为水平位移中点(好像是从中点直线射出)。
高中物理电磁场教案
高中物理电磁场教案一、教学目标1. 理解电磁场的概念及特征。
2. 掌握电荷在电磁场中的受力规律。
3. 了解电磁感应和法拉第电磁感应定律。
4. 掌握电动势、电阻、电流的关系。
5. 了解电磁振荡和电磁波的基本原理。
二、教学重点1. 电磁场的概念及特征。
2. 电荷在电磁场中的受力规律。
3. 电磁感应和法拉第电磁感应定律的理解。
三、教学内容1. 电磁场的概念及特征- 电磁场的产生- 电磁场的性质2. 电荷在电磁场中的受力规律- 洛伦兹力的方向和大小- 电荷在电磁场中的加速度3. 电磁感应和法拉第电磁感应定律- 电磁感应现象的发生条件- 法拉第电磁感应定律的表达式和含义- 自感和互感的概念及相关公式四、教学方法1. 讲述教学法：介绍电磁场的产生和特性，讲解电荷在电磁场中的受力规律。
2. 实验演示法：展示电磁感应现象，通过实验让学生亲自感受电磁场的存在。
3. 讨论解决问题法：提出问题，让学生一起思考讨论解决，激发学生思维。
五、教学过程1. 引入：通过实验演示电磁感应现象，引发学生对电磁场的探索和思考。
2. 概念讲解：介绍电磁场的产生和特性，讲解电荷在电磁场中的受力规律。
3. 理论学习：学生独立学习电磁感应和法拉第电磁感应定律的原理和公式。
4. 实验实践：学生进行相关实验，观察电磁场的影响和测量相关物理量。
5. 讨论解决问题：对学生提出的疑问或问题进行讨论解决，引导学生加深对电磁场的理解。
6. 总结反思：总结本节课的重点内容，引导学生对所学知识进行反思和巩固。
六、作业布置1. 阅读相关教材，复习本课所学内容。
2. 完成相关习题，巩固电磁场的概念和特性。
3. 准备下节课的讨论题目，共同讨论电磁感应和法拉第电磁感应定律。
七、教学评价1. 学生能够准确理解电磁场的概念和特性。
2. 学生能够掌握电荷在电磁场中的受力规律。
3. 学生能够正确运用电磁感应和法拉第电磁感应定律解决相关问题。
电场教案教学设计
电场教案教学设计一、教学目标1.知识与能力目标：理解电场的概念，掌握电场强度和电势的计算方法。
2.过程与方法目标：培养学生的观察、实验、探究和解决问题的能力。
3.情感态度价值观目标：培养学生主动思考、合作交流和实验精神，增强对物理学科实用性和科学美感的认识。
二、教学重点1.电场的概念理解和应用。
2.电场强度和电势的计算方法掌握。
三、教学难点电场概念的理解，能应用电场的概念解释现象。
四、教学过程1.导入（10分钟）通过展示一个场景，学生观察场景中的一些现象，引导学生思考这些现象背后的物理原理，引出电场的概念。
2.探究电场（30分钟）2.1学生实验安排学生进行电场实验，实验装置如下：材料：电荷、金属棒、导线、电源、细铁屑等。
操作步骤：1）将两个带电金属棒平行地放置在桌面上，让学生观察和记录棒子附近的细铁屑的排列情况。
2）通过调整金属棒上的电荷量和距离，让学生观察和记录不同条件下细铁屑的变化。
2.2学生合作探究学生根据观察和实验结果，进行讨论和总结，并向班级汇报自己的结论。
老师引导学生通过总结讨论，得出电场概念的定义。
3.理论总结（20分钟）老师通过讲解电场的概念和基本性质，引导学生进行思考和理解。
电场的定义：物体在电场中所受到的力是由电荷产生的电场所作用的结果，电场是由电荷产生的，对电荷产生力的作用区域。
电场强度的定义：单位正电荷在电场中受到的力的大小和方向的比值。
电场强度的计算公式：E=F/q电势的定义：单位正电荷从无穷远处移动到该点时，所做的功。
电势的计算公式：V=W/q4.拓展应用（20分钟）通过实际例子和计算问题，引导学生进一步应用电场的概念和计算方法，解决实际问题。
5.归纳与小结（10分钟）老师引导学生对本节课的内容进行归纳和总结，解答学生提出的问题，巩固学生的学习成果。
六、教学资源和评价1.实验器材：金属棒、导线、电源、细铁屑等。
2.PPT课件：用于展示实验过程、电场概念的定义和计算公式等。
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专题九 电场与磁场综合分析
1．带电粒子在电场中常见的运动类型
(1)匀变速直线运动：通常利用动能定理qU ＝12m v 2－12m v 2
0来求解．对于匀强电场，电场力
做功也可以用W ＝qEd 求解．
(2)偏转运动：一般研究带电粒子在匀强电场中的偏转问题．对于类平抛运动可直接利用平抛运动的规律以及推论；较复杂的曲线运动常用运动分解的方法来处理． 2．带电粒子在匀强磁场中常见的运动类型
(1)匀速直线运动：当v ∥B 时，带电粒子以速度v 做匀速直线运动．
(2)匀速圆周运动：当v ⊥B 时，带电粒子在垂直于磁感线的平面内以入射速度做匀速圆周运动．
3．复合场中是否需要考虑粒子重力的三种情况
(1)对于微观粒子，如电子、质子、离子等，因为其重力一般情况下与电场力或磁场力相比太小，可以忽略；而对于一些宏观物体，如带电小球、液滴、金属块等一般应考虑其重力． (2)题目中有明确说明是否要考虑重力的情况．
(3)不能直接判断是否要考虑重力的情况，在进行受力分析与运动分析时，根据运动状态可分析出是否要考虑重力．
1．正确分析带电粒子的受力及运动特征是解决问题的前提
带电粒子在复合场中做什么运动，取决于带电粒子所受的合外力及初始运动状态的速度，因此应把带电粒子的运动情况和受力情况结合起来进行分析． 2．灵活选用力学规律是解决问题的关键
当带电粒子在复合场中做匀速直线运动时，应根据平衡条件列方程求解．
当带电粒子在复合场中做匀速圆周运动时，往往同时应用牛顿第二定律和平衡条件列方程联立求解．
当带电粒子在复合场中做非匀变速曲线运动时，应选用动能定理或能量守恒定律列方程求解.
例题分析：
例1：如图所示，导电物质为电子的霍尔元件位于两串联线圈之间，线圈中电流为I ，线圈间产生匀强磁场，磁感应强度大小B 与I 成正比，方向垂直于霍尔元件的两侧面，此时通过霍尔元件的电流为I H ，与其前后表面相连的电压表测出的霍尔电压U H 满足：U H ＝k I H B
d ，式中k 为霍尔系数，d 为霍尔元件两侧面间的距离．电阻R 远大于R L ，霍尔元件的电阻可以
忽略，则( )
A ．霍尔元件前表面的电势低于后表面
B ．若电源的正负极对调，电压表将反偏
C ．I H 与I 成正比
D ．电压表的示数与R L 消耗的电功率成正比
答案：CD
本题帮助学生着力解决的几个问题：
1．理解霍尔元件的工作原理，提醒学生注意载流子的带电种类 2．培养学生提取信息，应用新信息解决问题的能力
例2：如图所示，在xoy 平面中第一象限内有一点p （4，3），op 所在直线下方是垂直于纸面向里的匀强磁场，op 上方有平行于op 的匀强电场，电场强度E=100V/m 。
现有电量q=2×10-3C 、质量m=1×10-6kg 带正电的粒子，从坐标原点O
速度υ=1×103m/s 垂直于磁场方向射入磁场，经过
p 点时速度方向与op 垂直，
在经过电场中的M 点时的动能为O 点时动能的2倍，不计粒子重力。
求
（1）磁感应强度的大小； （2）oM 两点间的电势差；
（3）M 点的坐标及粒子从O 运动到M 的时间。
解答：（1）因为粒子过P 点时垂直于OP ，所以OP 为粒子圆周运动的直径是5m
由R
v m qvB 2
= 得T B 2.0=
（2）进入电场后，沿电场线方向
252
102
1t at y ==
' t at v y 5102⨯==' 垂直于电场方向t vt x 310==' 310='x v m/s
因为KM KO E E =2 即()
2222
1
212y x m m ''+=⨯υυυ
得到m x 5=' m y 5.2=' s t 2105.0-⨯= 电势差()V y OP E U 2105.7⨯='+=
（3）粒子在磁场中从O 到P 的
运动时间
y /S T
t 21085.72
'-⨯==
粒子在电场中从P 到M 的运动时间
s t 2105.0-⨯=
所以，从O 到M 的总时间
S t t t 210285.1'-⨯=+=总
M 点坐标：
()m x y OP X 3sin cos ='-'+=θθ
()m x y OP Y 5.8cos sin ='+'+=θθ
本题帮助学生着力解决的几个问题：
1．根据题意画出在磁场中运动的轨迹 2．运用几何知识确定M 点的坐标
班级： 姓名 ： 学号： 针对练习：
1．一导体材料的体积为a ×b ×c ，A /、C 、A 、C /
为其四个侧面，如图所示．已知导体中载流子是自由电子，单位体积中的自由电子数为n ，电子的电荷量为e ．将该导体样品放在匀强磁场中，磁感应强度为B ，方向沿+z 轴正方向，导体中通有沿+x 方向电流I 时，在C 、C ＇两侧面形成电势差．
（1）求材料中电子定向移动的速率． （2）比较C 、C ＇两侧面电势的高低． （3）推导C 、C ＇两侧面电势差的表达式．
解答：
（1）根据nesv I = nabe
I
v =
（2）因截流子是电子，电子在洛伦兹力作用下向C /板聚集，故'C C ϕϕ>
（3）设C 、C ＇板间电势差为U ，电场强度为E 。
稳定时，电子受到的洛伦兹力与电场力平衡，由平衡条件得 eE = evB 又U =Eb 整理得 nae
IB U =
2．如图所示，质量为m 的金属块，带电量为+q ，以某一初速度沿水平方向进入电磁场空间，匀强磁场的方向垂直纸面向外，电场方向水平（图上未标出向左或向右），金属块由A 点沿绝缘板作匀速直线运动，至B 点与开关相碰，使电场消失，但保留磁场，而金属块由于碰撞原因，动能变为原来的四分之一，并能匀速沿原路返回A 点，已知往返总时间为T ，金属块与绝缘板间的摩擦系数为μ，AB 长为L 。
求： （1）匀强电场E 的大小和方向
（2）磁感应强度 （3）摩擦力所做的功
解答：
（1）设粒子向右运动时速度大小为v 1，据题意有
qE mg B qv =+)(1μ
粒子向左运动时据题意有 mg B qv =2 又2
1
2v v = 得q
mg
E μ3=，方向水平向右 （2）1
213v L
v L v L T =
+=
得m g
BqL
T 23=
（3）umgL L qB
mg
qB
mg W 3)2(=+=μ 3．在科学研究中，可以通过施加适当的电场和磁场来实现对带电粒子运动的控制。
如题15-1图所示的xOy 平面处于匀强电场和匀强磁场中，电场强度E 和磁感应强度B 随时间t 作周期性变化的图象如题15-2图所示。
x 轴正方向为E 的正方向，垂直纸面向里为B 的正方向。
在坐标原点O 有一粒子P ，其质量和电荷量分别为m 和+q 。
不计重力。
在t=τ/2时刻释放P ，它恰能沿一定轨道做往复运动。
⑴求P 在磁场中运动时速度的大小v 0； ⑵求B 0应满足的关系；
⑶在t 0（0<t 0<τ/2）时刻释放P ，求P 速度为零时的坐标。
解答：
（1）τ/2~ τ做匀加速直线运动，τ~2 τ做匀速圆周运动，电场力：F=qE 0，加速度：a=F/m ， 速度：v 0=at ，且t=τ/2， 联立解得：v 0=
m
qE 20τ。
（2）只有当t=2τ时，P 在磁场中做匀速圆周运动结束并开始沿x 轴负方向运动，才能沿一定轨道做往复运动，如图所示。
设P 在磁场中做匀速圆周运动周期为T ，则：
题15-1图
t
t
（n-1/2）T=τ,（n=1,2,3···）
匀速圆周运动：qvB 0=m r
v 2，T=2πr/v ，
解得：B 0=（2n-1）
τ
πq m
（n=1,2,3···） （3）在t 0时刻释放P ，P 在电场中加速时间为：τ- t 0。
在磁场中做匀速圆周运动，v 1=
m
qE 0
(τ- t 0) 圆周运动的半径：r 1=
1
qB m v ， 解得：r 1=
B E (τ- t 0) 又经(τ- t 0)时间P 减速为零后向右加速时间为t 0 P 再进入磁场，v 2=
m
qE 0
t 0 圆周运动的半径：r 2=
2
qB m v 解得：r 2=
B E t 0 综上所述，速度为零时的横坐标为x=0。
相应的纵坐标为y=()[]()
，⎩⎨
⎧---2121212r r k r k kr (k=1，2，3，···) 解得：y=()[]()，
⎪⎪⎩
⎪⎪⎨⎧+000
00002-22-2B t k E B t t k E ττ(k=1，2，3，···)。