物理二轮 第一部分 专题六 学案 带电粒子在复合场中的运动
带电粒子在复合场中的运动(教案学案)
4、带电粒子在复合场中的运动（教案、学案）一、复习要点1、掌握带电粒子在复合场中的运动问题，学会该类问题的一般分析方法。
2、几种特殊条件下的运动形式。
3、培养学生正确分析带电粒子在复合场中的受力及运动过程。
4、能够从实际问题中获取并处理信息，把实际问题转化成物理问题，提高分析解决实际问题的能力。
5、掌握带电粒子在电场、磁场中的运动问题的分析方法和思维过程，提高解决学科内综合问题的能力。
6、从实际问题中获取并处理信息，把实际问题转化成物理问题，提高分析解决实际问题的能力。
二、难点剖析1、带电粒子在电场、磁场中的运动可分为下列几种情况：2、带电粒子在电场、磁场、重力场中的运动，简称带电粒子在复合场中的运动，一般具有较复杂的运动图景。
这类问题本质上是一个力学问题，应顺应力学问题的研究思路和运用力学的基本规律。
分析带电粒子在电场、磁场中运动，主要是两条线索：（1）力和运动的关系。
根据带电粒子所受的力，运用牛顿第二定律并结合运动学规律求解。
（2）功能关系。
根据场力及其它外力对带电粒子做功引起的能量变化或全过程中的功能关系，从而可确定带电粒子的运动情况，这条线索不但适用于均匀场，也适用于非均匀场。
因此要熟悉各种力做功的特点。
处理带电粒子在场中的运动问题应注意是否考虑带电粒子的重力。
这要依据具体情况而半径公式：qBmv R=周期公式：qBmT π2=直线运动：垂直运动方向的力必定平衡圆周运动：重力与电场力一定平衡，由洛伦兹力提供向心力 一般的曲线运动定，质子、α粒子、离子等微观粒子，一般不考虑重力；液滴、尘埃、小球等宏观带电粒子由题设条件决定，一般把装置在空间的方位介绍的很明确的，都应考虑重力，有时还应根据题目的隐含条件来判断。
处理带电粒子在电场、磁场中的运动，还应画好示意图，在画图的基础上特别注意运用几何知识寻找关系。
三、典型例题。
1．速度选择器正交的匀强磁场和匀强电场组成速度选择器。
带电粒子必须以唯一确定的速度（包括大小、方向）才能匀速（或者说沿直线）通过速度选择器。
《带电粒子在复合场中的运动》教案
《带电粒子在复合场中的运动》教案《带电粒子在复合场中的运动》教案一、教学目标（一）知识与技能1. 知道什么是复合场，以及复合场的分类和特点。
2. 掌握带电粒子在复合场中的运动分析的基本方法和思路。
（二）过程与方法1. 让学生学会从动力学和能量这两个角度来分析粒子的运动问题。
2. 让学生注意重力、电场力和洛伦兹力各自的特点。
（三）情感、态度与价值观让学生利用所学知识去解决实际当中的问题，体会物理规律在自然界中的普遍性。
二、教学重难点教学重点：粒子在复合场中的运动分析的基本方法和思路。
教学难点：三种场复合时粒子运动问题的求解。
三、教学方法引导探究、讲授、讨论、练习、总结四、教学过程（一）复习引入1. 复合场：(1)叠加场：同一区域电场、磁场、重力场共存，或其中某两种场共存。
(2)组合场：电场、磁场、重力场各位于一定的区域内，并不重叠或在同一区域，各种场交替出现。
(1) 在题目中有明确说明是否要考虑重力的，按题目要求处理。
(2) 对于微观粒子，如电子、质子、正负离子等，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、尘埃、金属块等一般应考虑其重力。
注意：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，要根据运动状态来确定是否要考虑重力。
（二）课程展开例题1. 如图所示，光滑绝缘轨道ACD竖直放置，其轨道末端切线水平，在其右侧有一正交的匀强电场和匀强磁场区域，电场竖直向上，磁场垂直纸面向里。
一个带电小球从轨道上的A点由静止滑下，经D 点进入场区后，恰好沿水平方向做直线运动。
则可判定()A. 小球带负电B. 小球带正电C. 若小球从C点由静止滑下，进入场区后将立即向上偏D. 若小球从C点由静止滑下，进入场区后将立即向下偏解：A和B选项：小球从D点进入平行板间后做直线运动，对小球进行受力分析得小球共受到三个力作用：恒定的重力G、恒定的电场力F、洛伦兹力f，这三个力都在竖直方向上，而小球在水平方向直线上运动，所以可以判断出小球受到的合力一定是零，即小球一定是做匀速直线运动。
带电粒子在复合场中的运动学案
专题二带电粒子在复合场中的运动重点：1、理解复合场的特点及带电粒子在复合场中的常见运动形式。
2、重点掌握带电粒子在复合场中运动问题的重要习题类型及其解法。
一、基础知识储备检测力方向大小做功公式及特点重力电场力洛伦兹力2.根据运动轨迹选择解题规律①当物体做匀速直线运动时，应根据平衡条件列方程求解。
②当物体做匀变速直线运动时，应根据动力学观点或动能定理列方程求解。
③当物体做圆周运动时，往往应用牛顿第二定律和动能定理列方程联立求解。
④当物体做匀变速曲线运动时，往往选用运动的分解列方程求解⑤当物体做非匀变速曲线运动时，往往选用动能定理或能量守恒定律列方程求解二、新课过程1.带电粒子在叠加场中的运动例1、一质量为m，带负电荷的电量为q的小物体，由静止沿倾角为 的光滑绝缘斜面开始下滑，整个装置在一个足够大的匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度为B，如图所示，当物体滑到某一位置时开始离开斜面。
求：（1）物体离开斜面的速度。
（2）物体在斜面上滑行的长度跟踪练习：1.如图所示，匀强电场水平向右，匀强磁场垂直纸面向里，一质量为m 、电荷量为q 的微粒以速度v 与磁场垂直、与电场成45°角射入复合场中，恰能做匀速直线运动。
求电场速度E 和磁感应强度B 的大小。
2.带电粒子在组合场中的运动例2、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 的带正电荷的粒子从y 轴正半轴上的M 点以速度0v 垂直于y 轴射入电场，经x 轴上的N 点与x 轴正方向成︒=60θ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MN U ；（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 。
跟踪练习：2. 如图所示，xOy 为空间直角坐标系，真空中有一以原点为圆心的圆形磁场区域，半径为0x ，磁场垂直纸面向里．在x >0x 的区域存在平行x 轴，沿x -方向的匀强电场，电场强度为E 。
2021-2022年高考物理二轮专题突破专题六电场和磁场2带电粒子在复合场中的运动教案
2021-2022年高考物理二轮专题突破专题六电场和磁场2带电粒子在复合场中的运动教案一、学习目标1、掌握带点粒子在叠加场中的运动特点2、学会带点粒子在组合场中的运动分析3、学会带点粒子在周期性变化的电磁场中的运动分析二、课时安排2课时三、教学过程（一）知识梳理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＝12mv2－12mv2来求解.对于匀强电场，电场力做功也可以用W＝qEd来求解.(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的合成与分解的方法来处理.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.（二）规律方法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.（三）典例精讲高考题型一带点粒子在叠加场中的运动特点【例1】如图1所示，坐标系xOy在竖直平面内，x轴沿水平方向.x>0的区域有垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B1；第三象限同时存在着垂直于坐标平面向外的匀强磁场和竖直向上的匀强电场，磁感应强度大小为B2，电场强度大小为E.x>0的区域固定一与x轴成θ＝30°角的绝缘细杆.一穿在细杆上的带电小球a沿细杆匀速滑下，从N点恰能沿圆周轨道运动到x轴上的Q点，且速度方向垂直于x轴.已知Q点到坐标原点O的距离为32l，重力加速度为g，B1＝7E110πgl，B2＝E5π6gl.空气阻力忽略不计，求：图1(1)带电小球a的电性及其比荷q m ；(2)带电小球a与绝缘细杆的动摩擦因数μ；(3)当带电小球a刚离开N点时，从y轴正半轴距原点O为h＝20πl3的P点(图中未画出)以某一初速度平抛一个不带电的绝缘小球b，b球刚好运动到x轴与向上运动的a 球相碰，则b球的初速度为多大？解析(1)由带电小球在第三象限内做匀速圆周运动可得：带电小球带正电且mg ＝qE ，解得：q m ＝gE(2)带电小球从N 点运动到Q 点的过程中，有：qvB 2＝m v 2R由几何关系有：R ＋R sin θ＝32l ，联立解得：v ＝5πgl6带电小球在杆上匀速下滑，由平衡条件有：mg sin θ＝μ(qvB 1－mg cos θ)解得：μ＝34(3)带电小球在第三象限内做匀速圆周运动的周期：T ＝2πRv＝24πl5g带电小球第一次在第二象限竖直上下运动的总时间为：t 0＝2v g＝10πl3g绝缘小球b 平抛运动至x 轴上的时间为：t ＝2hg＝210πl3g两球相碰有：t ＝T 3＋n (t 0＋T2)联立解得：n ＝1设绝缘小球b 平抛的初速度为v 0， 则：72l ＝v 0t ，解得：v 0＝147gl160π答案 (1)正电 g E (2)34 (3) 147gl160π归纳小结带电粒子在叠加场中运动的处理方法 1.弄清叠加场的组成特点.2.正确分析带电粒子的受力及运动特点.3.画出粒子的运动轨迹，灵活选择不同的运动规律(1)若只有两个场且正交，合力为零，则表现为匀速直线运动或静止.例如电场与磁场中满足qE ＝qvB ；重力场与磁场中满足mg ＝qvB ；重力场与电场中满足mg ＝qE .(2)若三场共存时，合力为零，粒子做匀速直线运动，其中洛伦兹力F ＝qvB 的方向与速度v 垂直.(3)若三场共存时，粒子做匀速圆周运动，则有mg ＝qE ，粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，即qvB ＝m v 2r.(4)当带电粒子做复杂的曲线运动或有约束的变速直线运动时，一般用动能定理或能量守恒定律求解.高考题型二带点粒子在组合场中的运动分析【例2】如图2所示，在坐标系y轴右侧存在一宽度为a、垂直纸面向外的有界匀强磁场，磁感应强度的大小为B；在y轴左侧存在与y轴正方向成θ＝45°角的匀强电场.一个粒子源能释放质量为m、电荷量为＋q的粒子，粒子的初速度可以忽略.粒子源在点P(－a，－a)时发出的粒子恰好垂直磁场边界EF射出；将粒子源沿直线PO移动到Q点时，所发出的粒子恰好不能从EF射出.不计粒子的重力及粒子间的相互作用力.求：图2(1)匀强电场的电场强度；(2)粒子源在Q点时，粒子从发射到第二次进入磁场的时间.解析(1)粒子源在P点时，粒子在电场中被加速根据动能定理有2qEa＝12 mv21解得v 1＝22qEam粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律有qv 1B ＝mv 21R 1由几何关系知，R 1＝2a 解得E ＝2aqB 22m(2)粒子源在Q 点时，粒子在磁场中运动轨迹与边界EF 相切，由几何关系知R 2＝(2－2)a根据牛顿第二定律有qv 2B ＝mv 22R 2磁场中运动速度为v 2＝2－2qBam粒子在Q 点射出，开始在电场中加速运动，设加速度为a 1：t 1＝v 2a 1＝22－2m qB进入磁场后运动四分之三个圆周： t 2＝34T ＝3πm 2qB第一次出磁场后进入电场，做类平抛运动：t 3＝2v 2tan θa 1＝42－4mqB粒子从发射到第二次进入磁场的时间t ＝t 1＋t 2＋t 3＝122＋3π－12m2qB答案 (1)2aqB 22m (2)122＋3π－12m2qB归纳小结设带电粒子在组合场内的运动实际上也是运动过程的组合，解决方法如下： (1)分别研究带电粒子在不同场区的运动规律.在匀强磁场中做匀速圆周运动.在匀强电场中，若速度方向与电场方向平行，则做匀变速直线运动；若速度方向与电场方向垂直，则做类平抛运动.(2)带电粒子经过磁场区域时利用圆周运动规律结合几何关系处理.(3)当粒子从一个场进入另一个场时，分析转折点处粒子速度的大小和方向往往是解题的突破口.高考题型三 带点粒子在周期性变化的电磁场中的运动分析【例3】 如图3甲所示，在xOy 平面内存在均匀、大小随时间周期性变化的磁场和电场，变化规律分别如图乙、丙所示(规定垂直纸面向里为磁感应强度的正方向、＋y 轴方向为电场强度的正方向).在t ＝0时刻由原点O 发射初速度大小为v 0，方向沿＋y 轴方向的带负电粒子(不计重力).其中已知v 0、t 0、B 0、E 0，且E 0＝B 0v 0π，粒子的比荷q m＝πB 0t 0，x 轴上有一点A ，坐标为(48v 0t 0π，0).图3(1)求t 02时带电粒子的位置坐标.(2)粒子运动过程中偏离x 轴的最大距离. (3)粒子经多长时间经过A 点.解析 (1)在0～t 0时间内，粒子做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力可得：qB 0v 0＝mr 14π2T 2＝m v 20r 1得：T ＝2πmqB 0＝2t 0，r 1＝mv 0qB 0＝v 0t 0π则在t 02时间内转过的圆心角α＝π2所以在t ＝t 02时，粒子的位置坐标为：(v 0t 0π，v 0t 0π)(2)在t0～2t0时间内，粒子经电场加速后的速度为v，粒子的运动轨迹如图所示v＝v0＋Eqmt＝2v0，运动的位移：x＝v＋v 2t＝1.5v0t0在2t0～3t0时间内粒子圆周运动的半径：r2＝2r1＝2v0t0π故粒子偏离x轴的最大距离：h＝x＋r2＝1.5v0t0＋2v0t0π(3)粒子在xOy平面内做周期性运动的运动周期为4t0，一个周期内向右运动的距离：d＝2r1＋2r2＝6v0t0πAO间的距离为：48v0t0π＝8d所以，粒子运动至A点的时间为：t＝32t0答案(1)(vtπ，vtπ) (2)1.5v0t0＋2v0t0π(3)32t0归纳小结变化的电场或磁场往往具有周期性，粒子的运动也往往具有周期性.这种情况下要仔细分析带电粒子的运动过程、受力情况，弄清楚带电粒子在变化的电场、磁场中各处精品文档于什么状态，做什么运动，画出一个周期内的运动径迹的草图.四、板书设计1、带点粒子在叠加场中的运动特点2、带点粒子在组合场中的运动分析3、带点粒子在周期性变化的电磁场中的运动分析五、作业布置完成电场和磁场(2)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。
高中物理 《带电粒子在复合场中的运动》教学设计
《带电粒子在复合场中的运动》教学设计【教学目标】1．知道什么是复合场，以及复合场的特点。
2．掌握带电粒子在复合场中的运动分析的基本方法和思路。
3．了解带电粒子在复合场中运动的一些典型应用。
【教学重点】粒子在复合场中的运动分析的基本方法和思路。
【教学难点】三种场复合时粒子运动问题的求解。
【教学方法】探究、讲授、讨论、练习。
【教学手段】多媒体教学。
【教学用具】多媒体教学设备、投影仪。
【教学过程】●复习引入1．复习提问：什么是洛伦兹力？带电粒子垂直磁场方向进入匀强磁场时会做什么运动呢？☆学生：磁场对运动电荷的作用；匀速圆周运动。
2．过渡引入：物体在重力作用下的运动与带电粒子在匀强电场中的运动，都是恒力作用下的运动，因此它们的运动规律有诸多相似之处，常用类比法处理，而带电粒子在匀强磁场中运动所受洛伦兹力是一变力，在有磁场的复合场中带电粒子的运动变得更为复杂，此类问题对考验同学们的空间想象力和综合分析能力。
既然关于求解带电粒子在复合场中运动的问题有了前面的知识做铺垫，那么我们今天继续深入研究。
●复合场1．复合场：原则上讲，所有场的叠加都可以称为复合场，如重力场和电场的叠加就是这样（这样的问题我们也已经解决过了）。
但在本章，则是相对狭义地指包括磁场在内的复合场，即磁场和电场、磁场和重力场，或者三者的复合。
2．特点：由于洛伦兹力是变力，我们一般都不能将各场力合成一个场去看待（特殊情况除外）。
除非满足某种巧合，粒子在复合场中的运动轨迹既不是抛物线，也不是圆，而是旋轮线。
过渡：因为情形比较复杂，我们按照不同场的不同组合，将运动分为三大类──●常见运动形式我们已经知道，质点的运动性质由其初速度以及所受的合外力决定，对带电微粒则有：★师生互动归纳……1．当带电粒子在复合场中所受的合外力为零时，微粒将静止或做匀速直线运动；2．当带电粒子在复合场中所受的合外力充当向心力时，微粒将做匀速圆周运动；3．当带电粒子在复合场中所受的合外力不变时，微粒将做匀变速直线运动或做匀变速曲线运动；4．当带电微粒所受的合外力的大小、方向均是不断变化的，则微粒将做非匀变速曲线运动。
带电粒子在复合场中的运动教案
带电粒子在复合场中的运动教案(总3页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--带电体一般可分为两类：1、微观带电粒子：如电子、质子、离子等.带电粒子所受重力一般远小于电场力，一般都不考虑重力(有说明或暗示除外).2、宏观带电微粒：如带电小球、液滴、尘埃等.一般都考虑重力(有说明或暗示除外).3、一般带电体：是否考虑重力，要根据题目暗示或运动状态来判定.带电粒子在电场中运动基础知识电场加速（匀加速直线运动）力学分析方法受力特点：电场力与速度在同一直线上 运动特点：匀变速直线运动能量观点：动能定理 21222121mv mv Uq -=问：若初速度不为零呢？动力学观点：牛顿第二定律及运动学方程dm Uq a = ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=-+=+=adv v at t v d at v v 22121222112 例题分析及方法总结【物理选修3-1P39问题与练习第1题】真空中有一对平行金属板,相距 cm,两板之间的电势差为90 V,二价的氧离子由静止开始加速,从一个极板到达另一个极板时,动能是多大?思考多种解法,比较哪种解法最简单(至少写出两种解法).【分析】正电荷由静止开始做匀加速直线运动的过程中，电场力做正功为qU ，动能增大，可以根据动能定理或者运动过程确定电荷到达另一极板时的动能。
【 解析】（略）【点评】本题关键是会用牛顿运动定律解题和动能定理解题，知道两种解法的优缺点。
属于基础问题。
电场偏转（类平抛运动） 力学分析方法2qUv m =2qU v m=受力特点：电场力与速度垂直，竖直向下运动特点：类平抛运动动力学观点：运动的合成与分解水平方向：匀速直线运动t v L 1= 竖直方向：初速度为零的匀加速直线运动mEqa =221at y =at v y =离开电场时速度221yv v v += 1tan v v y =θ能量观点： 动能定理2122121mv mv Uq -=例题分析及方法总结《解密高考》P87考点精练第4题：如图所示，质子和α粒子，以相同的初动能垂直射入偏转电场(粒子不计重力)，则这两个粒子射出电场时的侧位移y 之比为( )A: 1：1 B: 1：2C: 2：1 D: 1：4答案：B三、作业与练习《解密高考》P264高效作业二十三第9题： 《解密高考》P264高效作业二十三第10题： 请在本节内容的基础上完成练习册相应的习题。
物理二轮第一部分专题六学案带电粒子在复合场中的运动PPT课件
专题六 学案11
学案 11 带电粒子在复合场中的运动
【考情分析】
课标全国 山东 浙江 福建 江苏
本 学 案 栏
命题情况
考查点
13 12 Ⅰ Ⅱ
12 13 12 13 12 13 12
13
目 开 关
带电粒子在组合
场中的运动
25
23 23 24
22
15
带电粒子在叠加
场中的运动
22
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本 般情况下与电场力或磁场力相比太小，可以忽略；而对于
学
案
一些实际物体，如带电小球、液滴、金属块等一般应当考
栏
目
虑其重力．
开 关
(2)题目中有明确说明是否要考虑重力的．
(3)不能直接判断是否要考虑重力的，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考虑重力．
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专题六 学案11
2．常见的平衡类问题有：(1)速度选择器；(2)磁流体发电机；
(3)电磁流量计；(4)霍尔效应．其共同规律：电场力与洛伦
本 学 案
兹力平衡，即 qUd ＝qvB.
栏 目
3．当带电粒子的速度方向与磁场垂直时，粒子在无约束的情况
开 关
下，如果做直线运动，则一定是匀速直线运动．
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专题六 学案11
线穿过
关 B．若同时减小 d 和增大 v，其他条件不变，则粒子可能沿直
线穿过
C．若粒子向下偏，能够飞出极板间，则粒子的动能一定减小
D．若粒子向下偏，能够飞出极板间，则粒子的动能可能不变
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专题六 学案11
解析 粒子能够沿直线穿过，则有 qUd ＝qvB，解得 v＝BUd .若
二轮专题带电粒子在复合场中的运动教学设计
二轮专题:《带电粒子在复合场中的运动》陈坤1.教学背景分析：带电粒子在复合场中可以作直线运动、圆周运动，也可以作任意曲线运动。
不同形式的运动对应不同形式的力，力与运动的关系在这里表现得淋漓尽致。
其问题涉及的知识面广、综合性强，解答方式灵活多变。
因而它一直是高考中的热点，同时又是复习时的难点。
现在对2008年各省对于本知识技能点的考查统计，对本知识点进行展望：该专题在教学过程中首先从2009年全国范围内选取了典型的高考原题，实施分步引导，分步分析，分步作答。
本节虽然具有一定的难度，但是仍然作为面向全体同学的基础性高考性质的复习，在教学过程中必须做一定的铺垫，在旧基础中求新提高，在旧题型中悟新技能，为学生深入的理解带电粒子在复合场中的运动的基本思路和方法，为学生建立场的思想、运动分解的思想去分析和认识复杂和未知的运动形式。
2.学生分析：学生在新课学习和高三第一轮复习过程中，较为熟悉有关带电粒子在复合场中的运动的基本知识点，基本的解题方法和解题思路，并且进行了大量的技能练习和讨论，个别学生具有较高的认知水平。
但是对于大多数学生来说，本专题所涉及的各方面的问题仍然比较多，对他们进行适合其认知水平的分析和引导，提升对本专题的认识高度，提升全体学生对于本专题知识和技能、方法掌握的整体认知水平和能力，争取高考过程中不得分的得分，得分的多得分，多得分的得满分，各层次学生各有所突破。
教学目标：1.知识与技能:(1).握带电粒子在复合场中的受力情况，能准确地分析带电粒子的运动状态及其变化过程。
(2).能熟练运用动力学观点及能量观点来分析解决带电粒子在复合场中运动的有关问题。
(3).理解速度选择器，质谱仪、回旋加速器、磁流体发电机的构造和工作原理。
2.过程与方法：研究性学习教学重点：学习带电粒子在复合场中运动问题的解题规律和思路教学难点：描述粒子的运动轨迹，分析运动过程。
教学过程：（一）引入新课：类型一：带电粒子在“叠加式”复合场里的运动。
高三复习专题——带电粒子在复合场中的运动优秀教案
的带负电粒子从静止开始经过场强为 E0 、宽度为 d 的电场加速后，从 O 点（ O 点为 AD的中点）垂直入 AD
进入磁场，从 BC 边离开磁场，离开磁场时速度方向与 BC 边成 60o ，不计重力与空气阻力的影响。 （1）粒子经电场加速射入磁场时的速度？ （2）长方形 ABCD区域内磁场的磁感应强度为多少？
例题 2： 如图所示，在平面直角坐标系 xoy 内，第Ⅰ象限的等腰直角三角形 MNP 区域内存在垂直于坐标平面 向外的匀强磁场， y O 的区域内存在着沿 y 轴正方向的匀强电场．一质量 m ，带电量 q 的带电粒子从电 场中 Q(2h,h) 点以速度 v 0 水平向右射出，经坐标原点 O 处射入第Ⅰ象限，最后以垂直于 PN 的方向射出 磁场．已知 MN 平行于 x 轴， N 点的坐标为 (2h,2h) ，不计粒子的重力，求： （1）电场强度 E 的大小； （2）磁感应强度 B 的大小；
E0qd
1 2
mv2
0
洛 伦 兹 力 与 速 运动 度垂直
qvB mv 2 r
（3）规范解答过程：必要的文字说明；作出准确受力分析图及运动轨迹图；建立准确物理方程
解：（1）带电粒子在电场中加速运动，
带电粒子运动轨迹如图所示，由几何关系可知
由动能定理得
E0qd
1 2
mv2
0
粒子经电场加速射入磁场时的速度 v
受力特点 只受电场力 电场力与速度垂直
第一阶段 运动特点 类平抛运 动
运动过程分析
第二阶段
物理规律
受力特点
运动特点
牛顿第二定律 只受洛伦兹力
匀速圆周
运动学公式
洛伦兹力与速度垂直 运动
(新课标卷)河北省高考物理二轮专题复习 带电粒子在复合场中的运动教案
河北2013年高考二轮专题复习教案带电粒子在复合场中的运动解决这类问题时一定要重视画示意图的重要作用。
⑴带电粒子在匀强电场中做类平抛运动。
这类题的解题关键是画出示意图，要点是末速度的反向延长线跟初速度延长线的交点在水平位移的中点。
⑵带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动。
这类题的解题关键是画好示意图，画示意图的要点是找圆心、找半径和用对称。
例1 右图是示波管内部构造示意图。
竖直偏转电极的板长为l =4cm ，板间距离为d =1cm ，板右端到荧光屏L =18cm ，（本题不研究水平偏转）。
电子沿中心轴线进入偏转电极时的速度为v 0=1.6×107m/s ，电子电荷e =1.6×10-19C ，质量为0.91×10-30kg 。
为了使电子束不会打在偏转电极的极板上，加在偏转电极上的电压不能超过多少？电子打在荧光屏上的点偏离中心点O 的最大距离是多少？[解：设电子刚好打在偏转极板右端时对应的电压为U ，根据侧移公式不难求出U (当时对应的侧移恰好为d /2)：2212⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅=v l dm Ue d ，得U =91V ；然后由图中相似形对应边成比例可以求得最大偏离量h =5cm 。
]例2 如图甲所示，在真空中，足够大的平行金属板M 、N 相距为d ，水平放置。
它们的中心有小孔A 、B ，A 、B 及O 在同一条竖直线上，两板的左端连有如图所示的电路，交流电源的内阻忽略不计，电动势为U ，U 的方向如图甲所示，U 随时间变化如图乙所示，它的峰值为ε。
今将S 接b 一段足够长时间后又断开，并在A 孔正上方距A 为h （已知d h <）的O 点释放一个带电微粒P ，P 在AB之间刚好做匀速运动，再将S 接到a 后让P 从O 点自由下落，在t=0时刻刚好进入A 孔，为了使P 一直向下运动，求h 与T 的关系式？[解析：当S 接b 一段足够长的时间后又断开，而带电微粒进入A 孔后刚好做匀速运动，说明它受到的重力与电场力相等，有d q mg ε= 若将S 接a 后，刚从t=0开始，M 、N 两板间的电压为，2ε，故带电粒子进入电场后，所受到的电场力为mg d q F 22==ε，也就是以大小为g 、方向向上的加速度作减速运动。
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1 解析 粒子在加速电场中由动能定理得 q0U＝ m0v2，在区域Ⅱ 2 2q0U 中，由平衡条件得 q0E＝q0vB，两式联立解得 E＝B ，选 m0 项 A 正确．
左、右极板的电势差为 U1＝Ed＝Bd
2q0U ，选项 B 错误． m0
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2qU m ＝
专题六 学案11
2U· k·4π r2 ＝ 4 3 ρ·πr 3
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专题六 学案11
2．抓住物理过程的 “三性” (1) 阶段性．将题目涉及的整个过程合理划分为若干个阶 段．在审题过程中，该分则分，宜合则合，并将物理过程的
本 学 案 栏 目 开 关
分析与研究对象及规律的选用加以统筹考虑， 以求最佳的解 题思路． (2) 联系性．找出各个阶段之间是由什么物理量联 系起来的， 各量之间的关系如何，在临界点或极值点处有何特殊性质． (3) 规律性．明确每个阶段遵循什么规律，可利用哪些物理 公式进行求解．
而与离子的比荷、电性均无关，而该离子穿出小孔 d 后，所受 mv 的洛伦兹力提供其做圆周运动的向心力，轨道半径 r＝ ，v qB 相同，r 不相同，故比荷一定不相同，选项 正确； A 错误，选项 B、D
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专题六 学案11
由左手定则可得正离子所受的洛伦兹力竖直向上，故其所受的 电场力竖直向下，即 a、b 两板间的匀强电场方向一定由 a 指向
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A．这三束正离子的速度一定不相同 B．这三束正离子的比荷一定不相同 C．a、b 两板间的匀强电场方向一定由 a 指向 b
专题六 学案11
D．若这三束粒子改为带负电而其他条件不变，仍能从
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d孔
射出 解析 该束正离子在平行板间沿直线运动，即离子所受的电场 U 力和洛伦兹力平衡，则有 q d ＝qvB，故三者的速度必定相等，
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(1) 微粒从电容器 Ⅰ加速后的速度大小； (2) 电容器ⅡCD 间的电压；
专题六 学案11
(3) 假设粒子与塑料板碰撞后，电荷量和速度大小不变、方向变 化遵循光的反射定律，碰撞时间极短可忽略不计，求微粒在
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MN 与 PQ 之间运动的时间和路程．
审题突破 ①粒子在平行板电容器Ⅰ中做匀加速直线运动，可
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热点， 常见的考查形式有组合场 (电场、 磁场、 重力场依次出现 )、 叠加场 (空间同一区域同时存在两种以上的场 )、周期性变化场 等，其物理过程复杂，综合分析能力要求高，预计此类题型在 2014 年高考中有可能仍以压轴题的形式出现． 复习中要注意分 析带电粒子的运动情况和受力情况，灵活选用物理规律，总结 解题方法，提高综合分析能力．
用动能定理或运动学公式求加速后获得的速度． ②粒子在电容器Ⅱ中做曲线运动：水平方向做匀速直线运动， 竖直方向做匀减速直线运动． ③粒子在 MN 与 PQ 之间先做匀速直线运动，再做圆周运动， 然后再做匀速直线运动．
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1 解析 (1) 在电容器 Ⅰ中： qU1＝ mv1 2－0 2 2qU1 解得： v1＝ m
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专题六 学案11
考题 2 对带电粒子在组合场中运动的考查 例 2 如图 5 所示，一质量为 m、电荷量 为 q、重力不计的微粒，从倾斜放置的 平行电容器 Ⅰ的 A 板处由静止释放，A、
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B 间电压为 U1.微粒经加速后，从 D 板 左边缘进入一水平放置的平行板电容器 图5 Ⅱ的 Ⅱ，由 C 板右边缘且平行于极板方向射出，已知电容器
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专题六 学案11
解析
带有正、负离子的污水流经该装置时，正离子受洛伦兹 A 错误．
力向里，负离子受洛伦兹力向外，正、负离子分别向后表面、 前表面聚集， 因而前表面电势低， 后表面电势高， 选项
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U BQ 由于 q ＝qvB，Q＝bcv，所以 U＝ ，电压表的示数随流量的 b c 增大而增大，随磁感应强度 B 的增大而增大，与离子浓度无 关．选项 C 正确，B、D 错误． 答案 C
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突破练习 1．不计重力的负粒子能够在如图 2 所示的正 交匀强电场和匀强磁场中匀速直线穿过， 设产生匀强电场的两极板间电压为
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专题六 学案11
U，距 图2 ( )
离为 d，匀强磁场的磁感应强度为 B，粒 子电荷量为 q，进入速度为 v，以下说法正确的是 线穿过
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b，选项 C 正确．
答案 BCD
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专题六 学案11
点拨提升 1．带电粒子在复合场中运动时重力是否考虑的问题： (1) 对于微观粒子，如电子、质子、离子等，因为其重力一
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般情况下与电场力或磁场力相比太小，可以忽略；而对于 一些实际物体，如带电小球、液滴、金属块等一般应当考 虑其重力． (2) 题目中有明确说明是否要考虑重力的． (3) 不能直接判断是否要考虑重力的，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考虑重力．
图4
有垂直上下底 面的匀强磁场 B， 前后内侧面分别固定有金属 板电极．流量 Q 的污水充满管道从左向右流经该装置时， 电压表将显示两个电极间的电压．下列说法正确的是 A．后表面比前表面电势低 B．污水流量越大，电压表的示数越小 C．污水中离子浓度升高，电压表的示数不变 D．增大所加磁场的磁感应强度，电压表的示数减小 ( )
纳米粒子进入区域 Ⅱ的速度为 v＝
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6kU ρr ，当 r>r0 时，v<v0，电场力大于洛伦兹力，粒子进入区 域Ⅱ时将向左偏转，选项 C 正确．
设要使纳米粒子在区域 Ⅱ 中沿直线通过，需使电场强度变为 2qU E′ B m qm0 r0 E′. E ＝ ＝ q0m＝ r ，选项 D 错误． 2q0U B m0
答案 AC
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3． 2013 年 4 月 9 日， 由清华大学薛其坤院士率 领的实验团队对霍尔效应的研究取得重大 的进展． 如图 4 是利用霍尔效应制成的污水 流量计的原理图，该装置由绝缘材料制成，
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专题六 学案11
长、宽、高分别为 a、b、c，左右两端开口，
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(2) 设微粒进入电容器 Ⅱ时的速度方向与水平方向的夹角为 板间距为 d，运动时间为 t，则沿板方向： 2d＝v1cos θ· t 1qU 2 2 垂直板方向： d＝v1sin θ· t－ t 2 md qU 2 v1sin θ－ md t＝0 解得： θ＝45° 1 所以 U2＝2U1
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考题 1 对带电粒子在复合场中平衡问题的考查 例 1 如图 1 所示， a、b 是一对平行金属板， 分别接到直流电源两极上，右边有一挡板
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(图中未画出 )，正中间开有一小孔 d，在较 大空间范围内 存在着匀强磁场，磁感应强 图1 度大小为 B，方向垂直纸面向里，在 a、b 两板间还存在着 匀强电场 E.从两板左侧中点 c 处射入一束正离子 (不计重力 )， 这些正离子都沿直线运动到右侧，从 则下列判断正确的是 d 孔射出后分成三束， ( )
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2．常见的平衡类问题有： (1) 速度选择器； (2) 磁流体发电机；
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(3) 电磁流量计； (4) 霍尔效应．其共同规律：电场力与洛伦 U 兹力平衡，即 q d ＝qvB. 3． 当带电粒子的速度方向与磁场垂直时 ， 粒子在无约束的情 况 下，如果做直线运动，则一定是匀速直线运动．
U、B 增大的倍数不同，粒子不能沿直线穿过，故选项 A 错误，
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B 正确；
若粒子向下偏，电场力做负功，又 W 洛＝0，所以 ΔEk<0，选项 C 正确，D 错误．
答Байду номын сангаас BC
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2．如图 3 所示是选择密度相同、大小不同的 纳米粒子的一种装置．待选粒子带正电且 电荷量与其表面积成正比．待选粒子从
A．若同时增大 U 和 B，其他条件不变，则粒子一定能够沿直 B．若同时减小 d 和增大 v，其他条件不变，则粒子可能沿直 线穿过 C．若粒子向下偏，能够飞出极板间，则粒子的动能一定减小 D．若粒子向下偏，能够飞出极板间，则粒子的动能可能不变
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解析
U U 粒子能够沿直线穿过，则有 q ＝qvB，解得 v＝ .若 d Bd
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2q0U m0 q0 U B．左、右极板的电势差为 U1＝Bd m0 A．区域 Ⅱ的电场强度为 E＝B
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C．若纳米粒子的半径 r>r0，则刚进入区域Ⅱ时的粒子将向左
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偏转 D．现改变区域 Ⅱ的电场大小，让半径为 r 的纳米粒子仍沿直 r 线通过，区域 Ⅱ的电场与原电场的场强之比为 r0
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专题六 学案11
学案 11
【考情分析】
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带电粒子在复合场中的运动
课标全国 山东 浙江 福建 江苏
命题情况 考查点 带 电 粒子 在组合 场中的运动 带 电 粒子 在叠加 场中的运动
13 12 12 13 12 13 12 13 12 13 Ⅰ Ⅱ 25 23 23 24 22 22 15
专题六 学案11
画好分析草图是审题的重要步骤，它有助于建立清晰有序
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的物理过程和确立物理量间的关系，可以把问题具体化、 形象化．分析示意图可以是运动过程图、受力分析图、状 态变化图，也可以是投影法、等效法得到的示意图等．在 审题过程中，要养成画示意图的习惯．解物理题时，能画 图的尽量画图，图能帮助我们理解题意、分析过程以及探 讨过程中各物理量的变化．几乎所有物理问题都是用图来 加强认识的，而画图又迫使我们审查问题的各个细节以及 细节之间的关系．