物理：1.9《带电粒子在电场中的运动》说课稿

物理：1.9《带电粒子在电场中的运动》说课稿（精选5篇）

1.物理：1.9《带电粒子在电场中的运动》说课稿 篇一

《带电粒子在电场中的运动》说课稿

各位领导、各位评委老师大家好！

我说课的题目是《带电粒子在电场中的运动》，下面我从教材分析、学情分析、教学目标、教法与学法分析、教学过程设计和教学效果评价六个部分对本节课进行说明。

一、教材分析

1、教材的地位和作用

本节是高中物理选修3-1第一章的第9节。本节内容是电场知识的重要应用之一，是力学知识与电学知识的综合应用，通过对本节课的学习，学生能够把电场知识和牛顿运动定律、动能定理、运动的合成与分解等力学知识有机的结合起来，加深对力学、电学知识的理解，有利于培养学生用物理知识解决实际问题的能力。

2、教学重点、难点

根据高中新课标，在理解教材的基础上，确定本节的： 重点：带电粒子在电场中加速和偏转的原理 难点：带电粒子的偏转

二、学情分析

学生已经学习了力学和电学的基本知识，初步具备了应用力学知识分析电场问题的能力。考虑学生的实际情况，教学时密切联系旧有知识，引导学生亲自动手推导，把突破难点的过程当成巩固和加深对旧有知识的理解应用过程，从而培养学生分析问题的能力。

三、教学目标

根据教学大纲和考试说明的要求，结合新课标理念和学生实际制定如下三维目标：

1、知识与技能目标：

（1）理解并掌握带电粒子在电场中加速和偏转的原理。

（2）培养学生观察、分析、推理及应用物理知识解决实际问题的能力。

2、过程与方法目标：采用师生互动、学生口、脑、手并动，发挥学生的主观能动性，引导学生自主学习，展示学生个性，深化学生科学思维的方法。

3、情感态度与价值观目标：通过学生由旧有知识探究新知识的过程，体验物理知识的前挂后联，感受物理知识与实际问题的和谐统一。

四、教法与学法分析

1、教学方法和手段

本节主要采用启发引导、诱思探究的教学方法，运用多媒体课件演示电子的运动，使微观粒子运动的过程宏观化，从而创设物理情景，激发学生学习兴趣。通过恰当的问题设置和类比方法的应用，点拨分析问题的方法思路，引导学生亲自参与获取知识，提高学生的学习能力。充分体现“教师主导，学生主体”的教学原则。应用多媒体教学手段，提高教学效率。

2、学法指导

学法在教与学的双边活动中占据极其重要的地位，学而得法是教学的最终目的，“授之以鱼不如授之以渔”，引导学生采用互动探究法、讨论

学习法、归纳总结法，培养学生观察、分析、推理、总结、理论联系实际的学习能力，使学生在联系旧有知识的基础上归纳总结出新的规律，在此基础上完成学习任务。

五、教学程序设计

为了切实完成教学目标，对教学环节采取如下设想：

（一）导入新课（约3分钟）

运用多媒体课件模拟电子束的运动径迹，学生会对电子如何获得速度和怎样控制电子束的偏转方向产生疑问？从而创设物理情景，激发学习兴趣引入新课。

（二）新课教学（约30分钟）

用多媒体课件演示与问题探讨相结合进行理论分析，使学生由感性认识上升到理性认识。

1、带电粒子的加速

（1）用课件演示电子束在加速电场中的运动，引导学生思考如何求电子射出电场时的速度V？让学生动手推导。

（2）引导学生分组讨论：速度V的求解方法？

（3）小组派代表展示讨论结果。老师引导学生归纳总结用动力学观点和能量观点两种方法求解，得出运用能量的观点较简单、且动能定理也适用于非匀强电场。根据速度V的表达式引出电子枪的原理及应用（即例题1），从而培养学生分析问题、解决问题的能力，进一步养成科学思维的方法。

2、带电粒子的偏转

（1）用课件演示电子在偏转电场中的运动，引导学生观察、思考两个问题：①电子在偏转电场中的运动与平抛运动有什么相同点和不同点？②如何类比平抛运动的分析方法来分析带电粒子的偏转？这样的引导之后学生自然会找到解决问题的方法，从而突破了难点。

（2）结合例题2引导学生类比平抛运动的分析方法，动手推导偏转位移Y及偏转角θ正切值的表达式。培养学生用已学知识探究新规律的能力。（3）用投影展示学生推导的两个表达式：Y=

(4)引导学生分组讨论两个问题：①如何改变侧向位移Y及偏转角θ的正切值？（Y、θ与偏转电压有关）

②偏转电场的作用是什么？（可以分离比荷不同的粒子）（5）小组派代表展示讨论结果

3、带电粒子先加速再偏转

若电子先加速再偏转，电子射出电场时偏转位移Y及偏转角θ的正切值表达式又是怎样？让学生推导

（1）小组派代表展示讨论结果，用投影展示两个表达式：（2）根据学生的推导和讨论结果引出示波管的原理，培养学生分析实际问题的能力。最后，用微机模拟实验验证理论分析的正确性，使学生由理性认识回到实践中来。

（三）巩固练习（约8分钟）：

（课件展示三个练习题）通过练习，目的使学生在理解新知识的基础上，能够正确熟练地应用，并使知识顺利迁移，更好的完成知识目标。

（四）课堂小结（约2分钟）

小结中充分体现学生的主体地位，引导学生自己从知识、方法两方面总结，既强化了知识，又培养了学生的归纳、概括能力。

（五）布置作业

以巩固知识、丰富学生知识面为目的，作业为课后3、5题，并要求学生课后查阅有关带电粒子加速和偏转的科普文章。

（六）板书设计

采用纲要式板书，力求条理清晰，体现中心内容，突出重点。

1、带电粒子的加速（1）速度V的求法 法一：动力学观点 法二：能量观点（2）应用：电子枪

2、带电粒子的偏转（1）侧向位移和偏转角（2）偏转电场的作用

3、带电粒子先加速再偏转（1）侧向位移和偏转角（2）应用：示波管

六、教学效果评价

以上是我对“带电粒子在电场中运动”这节课的认识和教学过程设计，本节课以微机模拟——师生互动——得出规律——实验验证——巩固练习的思路进行教学，符合学生的认知规律。运用多媒体教学，把传授知识、培养能力和渗透方法有机地结合在一起，目的在于全方位地培养学生，达到教学预期的效果。

我的说课到此结束，谢谢大家！

2.带电粒子在电场中的运动 篇二

一、带电粒子在电场中的平衡[ 图1]

例1 如图1，匀强电场方向与水平线间夹角[θ＝30°]，方向斜向右上方，电场强度为[E]，质量为[m]的小球带负电，以初速度[v0]开始运动，初速度方向与电场方向一致.

（1）若小球的带电荷量为[q＝mgE]，为使小球能做匀速直线运动，应对小球施加的恒力[F1]的大小和方向各如何？

（2）若小球的带电荷量为[q＝2mgE]，为使小球能做直线运动，应对小球施加的最小恒力F2的大小和方向各如何？

解析 （1）如图2，欲使小球做匀速直线运动，必使其合外力为0.

设对小球施加的力[F1]与水平方向夹角为[α]，则

[F1cos α＝qEcos θ]

[F1sin α＝mg＋qEsin θ]

解得[α＝60°]，[F1＝3mg]

恒力[F1]与水平线夹角60°斜向右上方．

图2 图3

（2）为使小球能做直线运动，则小球所受合力的方向必和运动方向在一条直线上，故要求力[F2]和[mg]的合力和电场力在一条直线上．当[F2]取最小值时，[F2]垂直于[F].

故[F2＝mgsin 60°＝32mg]

方向如图3，与水平线夹角60°斜向左上方．

点评 分析带电粒子力学问题的方法与纯力学问题的分析方法一样，学会把电学问题力学化．分析方法是：

1．确定研究对象．如果有几个物体相互作用时，要依据题意，适当选取“整体法”或“隔离法”，一般是先整体后隔离．

2．对研究对象进行受力分析．

3．列平衡方程[(F合＝0]或[Fx＝0，Fy＝0).]

二、带电粒子在电场中的直线运动

例2 　如图4，在绝缘水平面上，有相距为[L]的[A]、[B]两点，分别固定着两个带电荷量均为[Q]的正电荷．[O]为[AB]连线的中点，[a、b]是[AB]连线上两点，其中[Aa＝Bb＝L4]. 一质量为[m]、电荷量为[＋q]的小滑块(可视为质点)以初动能[Ek0]从[a]点出发，沿[AB]直线向[b]运动，其中小滑块第一次经过[O]点时的动能为[2Ek0]，第一次到达[b]点时的动能恰好为零，小滑块最终停在[O]点，已知静电力常量为[k]. 求：

图4

（1）小滑块与水平面间滑动摩擦力的大小；

（2）小滑块刚要到达[b]点时加速度的大小和方向；

（3）小滑块运动的总路程[l路].

解析 （1）由[Aa＝Bb＝L4]，[O]为[AB]连线的中点可知[a、b]关于[O]点对称，则[a、b]之间的电势差为[Uab＝0]

设小滑块与水平面间摩擦力的大小为[Ff]，滑块从[a→b]的过程，由动能定理，得

[q?Uab－Ff?L2＝0－Ek0]

解得[Ff=2Ek0L]

（2）根据库仑定律，小滑块刚要到达[b]点时受到的库仑力的合力为

[F=kQq(L4)2-kQq(3L4)2=128kQq9L2]

根据牛顿第二定律，小滑块刚要到达[b]点时加速度的大小为[a＝F+Ff3=128kQq9mL2+2Ek0mL]，方向由[b]指向[O](或向左)

（3）设滑块从[a→O]的过程中电场力做功为[W]，由动能定理，得

[W－Ff?14L＝2Ek0－Ek0]

解得[W＝1.5Ek0]

对于小滑块从[a]开始运动到最终在[O]点停下的整个过程中，由动能定理，得

[W－Ff?l路＝2Ek0－Ek0]

解得[l路=1.25L]

点评 1．利用力和运动的关系——牛顿运动定律和匀变速直线运动规律的结合．即受力和初速度决定运动，运动反映受力．这是一切力学问题的分析基础，特别适于恒力作用下的匀变速直线运动．

2．利用功、能关系——动能定理及其他力的功能关系(如重力、电场力、摩擦力等)及能的转化守恒，无论恒力作用、变力作用、直线运动、曲线运动皆可．

3．计算电场力做功常用方法

（1）[WAB＝qUAB](普遍适用)

（2）[W＝qE?s?cosθ](适用于匀强电场)

（3）[WAB＝－ΔEp](从能量角度求解)

（4）[W电＋W非电＝ΔEk](由动能定理求解)

三、带电粒子在电场中的偏转

例3 如图5，一个带电粒子从粒子源飘入(初速度很小，可忽略不计)电压为[U1]的加速电场，经加速后从小孔[S]沿平行金属板[A、B]的中心线射入，[A、B]板长为[L]，相距为[d]，电压为[U2].则带电粒子能从[A、B]板间飞出应该满足的条件是（ ）

[粒子源]

图5

A. [U2U1<2dL] B. [U2U1

C. [U2U1<2d2L2] D. [U2U1

解析 根据[qU1＝12mv2]，再根据[t＝Lv]和[y＝12at2＝qU22md(Lv)2]，由题意，[y<12d]，解得[U2U1<2d2L2]，故C项正确．

点评 1. 粒子在电场中的偏转类似于平抛运动的分析处理，将运动沿两互相垂直方向分解，即沿初速度方向做匀速直线运动，沿电场方向做初速度为0的匀加速直线运动，然后应用运动的合成和分解的知识处理.

2. 若不同的带电粒子是从静止经同一加速电压[U0]加速后进入偏转电场的，则粒子的偏转距离[y=U2L24U1d],与粒子的[q、m]无关，仅取决于加速电场和偏转电场．即不同的带电粒子从静止经过同一电场加速后进入同一偏转电场，它们在电场中的偏转距离总是相同的．

四、带电粒子在电场中的圆周运动

例4 如图6甲，场强大小为[E]、方向竖直向上的匀强电场内存在一竖直平面内半径为[R]的圆形区域，[O]点为该圆形区域的圆心，[A]点是圆形区域的最低点，[B]点是最右侧的点. 在[A]点有放射源释放出初速度大小不同、方向均垂直于场强向右的正电荷，电荷的质量为[m]，电荷量为[q]，不计重力. 求：

[甲 乙]

图6

（1）电荷在电场中运动的加速度多大？

（2）运动轨迹经过[B]点的电荷在[A]点时的速度多大？

（3）某电荷的运动轨迹和圆形区域的边缘交于[P]点，[∠POA＝θ]，请写出该电荷经过[P]点时动能的表达式；

（4）若在圆形区域边缘有一接收屏[CBD]，[C、D]分别为接收屏最边缘的两点，如图6乙，[∠COB＝∠BOD＝30°]，则该屏上接收到的电荷的末动能大小的范围多大？

解析 （1）由[F= Eq]及[F=ma]，得加速度

[a＝Eq/m] ①

（2）设电荷在[A]点的速度为[v0]，它从[A]运动到[B]，做类平抛运动

则水平方向[R＝v0t] ②

竖直方向[R＝at2] ③

由①②③得[v0＝EqR2m].

（3）设某电荷在[A]点的速度为[v0′]，该电荷在[P]点的动能为[EKp]，它从[A]运动到[P]，由动能定理，得

[Eq(R－Rcosθ) ＝EKp-12mv0′2] ④

由类平抛规律，得

[Rsinθ＝v0′t] ⑤

[R－Rcosθ＝12at2] ⑥

由①④⑤⑥得[EKp=14EqR(5－3cosθ)]．

（4）由第（3）问的结论可以看出，当[θ]从0°变化到180°，接收屏上电荷的动能逐渐增大，因此[D]点接收到的电荷的末动能最小，[C]点接收到的电荷的末动能最大.

[EkD=14EqR(5－3cos60°)=78EqR]

[EkC＝14EqR(5－3cos120°)＝138EqR]

所以，屏上接收到的电荷末动能大小的范围为[78EqREk138EqR].

3.物理：1.9《带电粒子在电场中的运动》说课稿 篇三

(一)知识与技能

1、理解带电粒子在电场中的运动规律，并能分析解决加速和偏转方向的问题．

2、知道示波管的构造和基本原理．(二)过程与方法

通过带电粒子在电场中加速、偏转过程分析，培养学生的分析、推理能力(三)情感、态度与价值观

通过知识的应用，培养学生热爱科学的精神 重点

带电粒子在匀强电场中的运动规律 难点

运用电学知识和力学知识综合处理偏转问题 教学方法

讲授法、归纳法、互动探究法 教具 多媒体课件

教学过程(一)引入新课

带电粒子在电场中受到电场力的作用会产生加速度，使其原有速度发生变化．在现代科学实验和技术设备中，常常利用电场来控制或改变带电粒子的运动。

具体应用有哪些呢？本节课我们来研究这个问题．以匀强电场为例。(二)进行新课

教师活动：引导学生复习回顾相关知识点(1)牛顿第二定律的内容是什么？(2)动能定理的表达式是什么？(3)平抛运动的相关知识点。(4)静电力做功的计算方法。

学生活动：结合自己的实际情况回顾复习。师生互动强化认识：(1)a=F合/m(注意是F合)(2)W合=△Ek=Ek2Ek1(注意是合力做的功)(3)平抛运动的相关知识

(4)W=F·scosθ(恒力→匀强电场)

W=qU(任何电场)

1、带电粒子的加速 教师活动：提出问题

要使带电粒子在电场中只被加速而不改变运动方向该怎么办？

(相关知识链接：合外力与初速度在一条直线上，改变速度的大小；合外力与初速度成90°，仅改变速度的方向；合外力与初速度成一定角度θ，既改变速度的大小又改变速度的方向)学生探究活动：结合相关知识提出设计方案并互相讨论其可行性。学生介绍自己的设计方案。

师生互动归纳：(教师要对学生进行激励评价)方案1：v0=0，仅受电场力就会做加速运动，可达到目的。

方案2：v0≠0，仅受电场力，电场力的方向应同v0同向才能达到加速的目的。教师投影：加速示意图．

学生探究活动：上面示意图中两电荷电性换一下能否达到加速的目的？(提示：从实际角度考虑，注意两边是金属板)学生汇报探究结果：不可行，直接打在板上。

学生活动：结合图示动手推导，当v0=0时，带电粒子到达另一板的速度大小。(教师抽查学生的结果展示、激励评价)教师点拨拓展：

方法一：先求出带电粒子的加速度：

a=qU

md再根据

vt2-v02=2ad

可求得当带电粒子从静止开始被加速时获得的速度为：

vt=

qU2dmd2qUm

方法二：由W=qU及动能定理：

W=△Ek=1mv2-0

2得：

qU=1mv2

2到达另一板时的速度为：

v=

.2qUm深入探究：

(1)结合牛顿第二定律及动能定理中做功条件(W=Fscosθ恒力

W=Uq 任何电场)讨论各方法的实用性。

(2)若初速度为v0(不等于零)，推导最终的速度表达式。学生活动：思考讨论，列式推导(教师抽查学生探究结果并展示)教师点拨拓展：

(1)推导：设初速为v0，末速为v，则据动能定理得

qU=1mv2-1mv02

2所以

v=

2022qUvm

(v0=0时，v=2Uqm)方法渗透：理解运动规律，学会求解方法，不去死记结论。(2)方法一：必须在匀强电场中使用(F=qE，F为恒力，E恒定)方法二：由于非匀强电场中，公式W=qU同样适用，故后一种可行性更高，应用程度更高。

实例探究：课本例题1 第一步：学生独立推导。第二步：对照课本解析归纳方法。

第三步：教师强调注意事项。(计算先推导最终表达式，再统一代入数值运算，统一单

位后不用每个量都写，只在最终结果标出即可)过渡：如果带电粒子在电场中的加速度方向不在同一条直线上，带电粒子的运动情况又如何呢？下面我们通过一种较特殊的情况来研究。

2、带电粒子的偏转

教师投影：如图所示，电子以初速度v0垂直于电场线射入匀强电场中． 问题讨论：

(1)分析带电粒子的受力情况。

(2)你认为这种情况同哪种运动类似，这种运动的研究方法是什么？(3)你能类比得到带电粒子在电场中运动的研究方法吗？ 学生活动：讨论并回答上述问题：

(1)关于带电粒子的受力，学生的争论焦点可能在是否考虑重力上。

教师应及时引导：对于基本粒子，如电子、质子、α粒子等，由于质量m很小，所以重力比电场力小得多，重力可忽略不计。

对于带电的尘埃、液滴、小球等，m较大，重力一般不能忽略。

(2)带电粒子以初速度v0垂直于电场线方向飞入匀强电场时，受到恒定的与初速度方向成90°角的作用而做匀变速曲线运动，类似于力学中的平抛运动，平抛运动的研究方法是运动的合成和分解。

(3)带电粒子垂直进入电场中的运动也可采用运动的合成和分解的方法进行。CAI课件分解展示：

(1)带电粒子在垂直于电场线方向上不受任何力，做匀速直线运动。

(2)在平行于电场线方向上，受到电场力的作用做初速为零的匀加速直线运动。深入探究：如右图所示，设电荷带电荷量为q，平行板长为L，两板间距为d，电势差为U，初速为v0．试求：

(1)带电粒子在电场中运动的时问t。(2)粒子运动的加速度。(3)粒子受力情况分析。

(4)粒子在射出电场时竖直方向上的偏转距离。(5)粒子在离开电场时竖直方向的分速度。(6)粒子在离开电场时的速度大小。(7)粒子在离开电场时的偏转角度θ。[学生活动：结合所学知识，自主分析推导。(教师抽查学生活动结果并展示，教师激励评价)投影示范解析：

解：由于带电粒子在电场中运动受力仅有电场力(与初速度垂直且恒定)，不考虑重力，故带电粒子做类平抛运动。

粒子在电场中的运动时间

t=

L v0加速度

a=Eq=qU/md

m竖直方向的偏转距离：

y=1at2=

21UqL2qL2()U.22mdv02mv0dv1=at=粒子离开电场时竖直方向的速度为

UqL

mdv0 速度为：

v=

UqL222v12v0()v0mdv0粒子离开电场时的偏转角度θ为：

tanθ=

v1qLqLUarctanU.22v0mv0dmv0d

拓展：若带电粒子的初速v0是在电场的电势差U1下加速而来的(从零开始)，那么上面的结果又如何呢？(y，θ)学生探究活动：动手推导、互动检查。(教师抽查学生推导结果并展示： 结论：

y=

UL24U1d

θ=arctan

UL 2U1d与q、m无关。

3、示波管的原理

出示示波器，教师演示操作 ①光屏上的亮斑及变化。②扫描及变化。

③竖直方向的偏移并调节使之变化。④机内提供的正弦电压观察及变化的观察。

学生活动：观察示波器的现象。阅读课本相关内容探究原因。教师点拨拓展，师生互动探究：

多媒体展示：示波器的核心部分是示波管，由电子枪、偏转电极和荧光屏组成。投影：示波管原理图：

电子枪中的灯丝K发射电加速电场加速后，得到的速度v0=

子，经为：

2qU1m如果在偏转电极yy上加电压电子在偏转电极离开偏转电极yy后沿直线前yy的电场中发生偏转．进，打在荧光屏上的亮斑在竖直方向发生偏移．其偏移量y为y=y+Ltanθ

因为y=

θ

qL2U22mv0dqL222mv0d

tan

qLU2mv0d

qLU2mv0d所以y=·U+L·

=qLL·U=(L+L)tanθ

(L)222mv0d如果U=Umax·sinωt则y=ymax·sinωt 学生活动：结合推导分析教师演示现象。(三)课堂总结、点评 1．带电粒子的加速

(1)动力学分析：带电粒子沿与电场线平行方向进入电场，受到的电场力与运动方向在同一直线上，做加(减)速直线运动，如果是匀强电场，则做匀加(减)速运动．

(2)功能关系分析：粒子只受电场力作用，动能变化量等于电势能的变化量．

(初速度为零)；11212 此式适用于一切电场． 2qUmvqUmvmv022

22．带电粒子的偏转

(1)动力学分析：带电粒子以速度v0垂直于电场线方向飞入两带电平行板产生的匀强电场

0中，受到恒定的与初速度方向成90角的电场力作用而做匀变速曲线运动(类平抛运动)．

(2)运动的分析方法(看成类平抛运动)：

①沿初速度方向做速度为v0的匀速直线运动．

②沿电场力方向做初速度为零的匀加速直线运动．

(四)布置作业

1、书面完成 “问题与练习”第3、4、5题；思考并回答第1、2题。

4.物理：1.9《带电粒子在电场中的运动》说课稿 篇四

同心县豫海回民中学

锁俊明

一、教学目标

（一）知识与技能

1、理解洛伦兹力对粒子不做功.2、理解带电粒子的初速度方向与磁感应强度的方向垂直时，粒 子在匀磁场中做匀速圆周运动.3、会推导带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径、周期 公式，并会用它们解答有关问题.知道质谱仪的工作原理。

（二）过程与方法

通过综合运用力学知识、电磁学知识解决带电粒子在复合场（电场、磁场）中的问题.培养学生的分析推理能力.（三）情感态度与价值观

通过对本节的学习，充分了解科技的巨大威力，体会科技的创新历程。

二、重点与难点：

重点：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径和周期公式，并能用来分析有关问题.难点：1.粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动.2.综合运用力学知识、电磁学知识解决带电粒子在复合场中的问题.三、教具：洛伦兹力演示仪、电源、多媒体等

四、教学过程：

（一）复习引入

［问题1］什么是洛伦兹力？［磁场对运动电荷的作用力］ ［问题2］洛伦兹力的大小和方向如何确定？［大小：F=qvBsinθ 方向：左手定则］ ［问题3］带电粒子在磁场中是否一定受洛伦兹力？［不一定，洛伦兹力的计算公式为F=qvBsinθ，θ为电荷运动方向与磁场方向的夹角，当θ=90°时，F=qvB;当θ=0°时，F=0.］

带电粒子进入匀强磁场时到底会做什么运动呢？今天我们来学习—— 带电粒子在匀强磁场中的运动

（二）新课讲解---第六节、带电粒子在匀强磁场中的运动

一、带电粒子在匀强磁场中的运动

问题1：带电粒子平行射入匀强磁场的运动状态？（重力不计）

匀速直线运动

问题2：带电粒子垂直射入匀强磁场的运动状态？（重力不计）（1）当v⊥B 时，洛伦兹力的方向与速度方向的关系?（2）带电粒子仅在洛伦兹力的作用下，粒子的速率变化么？（3）洛伦兹力如何变化？

（4）从上面的分析，你认为垂直于匀强磁场方向射入的带电粒子，在匀强磁场中的运动状态如何？ 实验：洛伦兹力演示仪（1）构造: ①电子枪：射出电子

②加速电场：作用是改变电子束出射的速度.③励磁线圈：作用是能在两线圈之间产生平行于两线圈中心的连线的匀强磁场.（2）实验演示

a、不加磁场时观察电子束的径迹.b、给励磁线圈通电，观察电子束的径迹.c、保持初射电子的速度不变，改变磁感应强度，观察电子束径迹的变化.d、保持磁感应强度不变，改变出射电子的速度，观察电子束径迹的变化.（3）实验结论

①沿着与磁场垂直的方向射入磁场的带电粒子，在匀强磁场中做匀速圆周运动.②磁感应强度不变，粒子射入的速度增加，轨道半径也增大。③粒子射入速度不变，磁感应强度增大，轨道半径减小。理论分析

因为：洛仑兹力总与速度方向垂直.所以：洛仑兹力不改变速度大小，洛仑兹力的大小也就不变.结论：带电粒子在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动。由洛仑兹力提供向心力。

【注意】带电粒子做圆周运动的向心力由洛伦兹力提供。通过“思考与讨论”，使学生理解带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，的轨道半径r和周期T与粒子所带电量、质量、粒子的速度、磁感应强度有什么关系。

［出示投影］

一带电量为q，质量为m ,速度为v的带电粒子垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，其半径r和周期T为多大？

［问题1］什么力给带电粒子做圆周运动提供向心力？［洛伦兹力给带电粒子做圆周运动提供向心力］

［问题2］向心力的计算公式是什么？［F=mv2/r］

v2［教师推导］粒子做匀速圆周运动所需的向心力F=m是由粒子所受

r的洛伦兹力提供的，所以

qvB=mv2/ r由此得出r=

mv qBT=2r2m2m可得T= qBvqB（2）、轨道半径和周期

带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的轨道半径及周期公式.1、轨道半径r =【说明】：

（1）轨道半径和粒子的运动速率成正比.（2）带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期跟轨道半径和运动速率无关.例

1、（见PPT课件）［出示投影课本例题］

例

2、如图所示，一质量为m，电荷量为q的粒子

mv

2、周期T =2πqBm/ qB 从容器A下方小孔S1飘入电势差为U的加速电场，然后让粒子垂直进入磁感应强度为B的磁场中，最后打到底片D上.(1)粒子进入磁场时的速率。(2)求粒子在磁场中运动的轨道半径。

解：（1）粒子在S1区做初速度为零的匀加速直线运动.由动能定理知，粒子在电场中得到的动能等于电场对它所做的功，即 mv2qu

由此可得v=2qu/m.（2）粒子做匀速圆周运动所需的向心力是由粒子所受的洛伦兹力提v2供，即 qvBm

r12所以粒子的轨道半径为 r=mv/qB=2mu/qB2

［教师讲解］r和进入磁场的速度无关，进入同一磁场时，r∝

m，q而且这些个量中，u、B、r可以直接测量，那么，我们可以用装置来测量比荷或算出质量。

例题给我们展示的是一种十分精密的仪器------质谱仪 质谱仪是一种十分精密的仪器，是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具.---例题

3、如图所示为质谱仪的原理示意图，电荷量为q、质量为m的带正电的粒子从静止开始经过电势差为U的加速电场后进入粒子速度选择器，选择器中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，匀强电场的场强为E、方向水平向右．已知带电粒子能够沿直线穿过速度选择器，从G点垂直MN进入偏转磁场，该偏转磁场是一个以直线MN为边界、方向垂直纸面向外的匀强磁场．带电粒子经偏转磁场后，最终到达照相底片的H点．可测量出G、H间的距离为l．带电粒子的重力可忽略不计．求：

（1）粒子从加速电场射出时速度v的大小．（2）粒子速度选择器中匀强磁场的磁感应强度B1的大小和方向．

（3）偏转磁场的磁感应强度B2的大小．

（三）对本节要点做简要小结.（四）课后作业：

5.浅析带电粒子在电场中的运动问题 篇五

一、学生出错的原因分析

学生解决带电粒子在电场中运动问题时出现错误的原因主要有以下三点。1.此类问题综合性较强，涉及牛顿运动定律、曲线运动、功能关系、电场力等方面的知识和规律；2.学生基础知识不扎实，很难形成完整、系统的知识网；3..此类问题比较抽象，学生很难建立物理模型，很难准确恰当地选取物理规律；4.学生对此类问题的解题思路和方法缺少归纳和总结。

二、带电粒子在电场中运动涉及的知识要点分析

1.曲线运动中的知识要点

（1）曲线运动中物体所受的合外力不为零，并且合外力的方向应该指向物体运动轨迹弯曲的一侧。

（2）物体在某一时刻运动轨迹上一点的切线方向表示物体该时刻的速度方向。

（3）当物体受力方向与速度方向夹角大于90度时做负功；当夹角小于90度时做正功；当夹角等于90度时不做功。

（4）物体的运动轨迹应该夹于合外力方向与速度方向之间，并且与物体的速度方向相切。

2.静电场中的知识要点

（1）静电场中，正电荷所受电场力的方向跟场强方向相同，负电荷所受电场力的方向跟场强方向相反。

（2）电场力做功的求解方法。

方法一：运用W电=Eq·s求解，只适用于匀强电场中电场力做功，且电场力方向与位移s方向在同一直线上。

方法二：运用WAB=UAB·q求解，适用于任何电场。

方法三：只有电场力做功时，可用动能定理求解，即W电=W合=Ek2-Ek1。

方法四：根据电场力做功跟电势能变化间的关系W电=-ΔEp求解。

3.功能关系的综合运用

（1）只有重力做功时，动能和重力势能之和不变。

（2）只有电场力做功时，动能和电势能之和不变。

（3）只有重力、电场力做功时，动能、重力势能和电势能三者之和不变。判断两者之和如何变化时，可以先看第三者如何变化，然后判断前两者的变化情况。

三、解决带电粒子在电场中运动问题的基本思路

思路一：运动轨迹确定合外力的方向确定重力、电场力的方向确定带电粒子的电性。

思路二：运动轨迹的切线方向确定带电粒子的速度方向确定各个力的做功情况确定能量变化情况确定速度大小变化（或电势高低）。

四、例题赏析

【例1】（2011·新课标全国卷）一带负电荷的质点，在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c，已知质点的速率是递减的。关于b点电场强度E的方向，图1中可能正确的是（）。（虚线是曲线在b点的切线）

解析：

根据质点运动轨迹判断加速度方向，即受力方向，再根据负电荷的受力方向，确定电场的可能方向。

由于质点沿曲线abc从a运动到c，且速率递减，可知加速度的方向向下，也即质点受电场力方向沿此方向，由于质点带负电，故知电场方向可能向上，故A、B、C错，D正确。

【例2】（2013重庆理综）如图2所示，高速运动的α粒子被位于O点的重原子核散射，实线表示α粒子运动的轨迹，M、N和Q为轨迹上的三点，N点离核最近，Q点比M点离核更远，则（）。

A.α粒子在M点的速率比在Q点的大

B.三点中，α粒子在N点的电势能最大

C.在重核产生的电场中，M点的电势比Q点的低

D.α粒子从M点运动到Q点，电场力对它做的总功为负功

解析：

根据α粒子运动轨迹判断加速度的方向，即α粒子在M、N、Q三点时所受电场力的方向，再根据运动轨迹的切线方向确定带电粒子的速度方向，由力和速度的夹角关系可知α粒子从M点运动到Q点，电场力对它先做负功后做正功；由M、N、Q三点离O点的距离关系可知三点的电势高低，即φN最高，φQ最低，且UNQ大于UNM，结合以上知识要点分析容易得出正确答案为B。

（责任编辑易志毅）endprint

带电粒子在电场中运动问题是学生学习的难点，也是历年来高考的重要考点。学生在解决此类问题时，解题思路不清楚，分析问题不全面，容易出错。本人结合自己的教学实践，从学生出错原因、此类问题涉及的知识点、解决此类问题的基本思路及例题赏析四方面作些分析。

一、学生出错的原因分析

学生解决带电粒子在电场中运动问题时出现错误的原因主要有以下三点。1.此类问题综合性较强，涉及牛顿运动定律、曲线运动、功能关系、电场力等方面的知识和规律；2.学生基础知识不扎实，很难形成完整、系统的知识网；3..此类问题比较抽象，学生很难建立物理模型，很难准确恰当地选取物理规律；4.学生对此类问题的解题思路和方法缺少归纳和总结。

二、带电粒子在电场中运动涉及的知识要点分析

1.曲线运动中的知识要点

（1）曲线运动中物体所受的合外力不为零，并且合外力的方向应该指向物体运动轨迹弯曲的一侧。

（2）物体在某一时刻运动轨迹上一点的切线方向表示物体该时刻的速度方向。

（3）当物体受力方向与速度方向夹角大于90度时做负功；当夹角小于90度时做正功；当夹角等于90度时不做功。

（4）物体的运动轨迹应该夹于合外力方向与速度方向之间，并且与物体的速度方向相切。

2.静电场中的知识要点

（1）静电场中，正电荷所受电场力的方向跟场强方向相同，负电荷所受电场力的方向跟场强方向相反。

（2）电场力做功的求解方法。

方法一：运用W电=Eq·s求解，只适用于匀强电场中电场力做功，且电场力方向与位移s方向在同一直线上。

方法二：运用WAB=UAB·q求解，适用于任何电场。

方法三：只有电场力做功时，可用动能定理求解，即W电=W合=Ek2-Ek1。

方法四：根据电场力做功跟电势能变化间的关系W电=-ΔEp求解。

3.功能关系的综合运用

（1）只有重力做功时，动能和重力势能之和不变。

（2）只有电场力做功时，动能和电势能之和不变。

（3）只有重力、电场力做功时，动能、重力势能和电势能三者之和不变。判断两者之和如何变化时，可以先看第三者如何变化，然后判断前两者的变化情况。

三、解决带电粒子在电场中运动问题的基本思路

思路一：运动轨迹确定合外力的方向确定重力、电场力的方向确定带电粒子的电性。

思路二：运动轨迹的切线方向确定带电粒子的速度方向确定各个力的做功情况确定能量变化情况确定速度大小变化（或电势高低）。

四、例题赏析

【例1】（2011·新课标全国卷）一带负电荷的质点，在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c，已知质点的速率是递减的。关于b点电场强度E的方向，图1中可能正确的是（）。（虚线是曲线在b点的切线）

解析：

根据质点运动轨迹判断加速度方向，即受力方向，再根据负电荷的受力方向，确定电场的可能方向。

由于质点沿曲线abc从a运动到c，且速率递减，可知加速度的方向向下，也即质点受电场力方向沿此方向，由于质点带负电，故知电场方向可能向上，故A、B、C错，D正确。

【例2】（2013重庆理综）如图2所示，高速运动的α粒子被位于O点的重原子核散射，实线表示α粒子运动的轨迹，M、N和Q为轨迹上的三点，N点离核最近，Q点比M点离核更远，则（）。

A.α粒子在M点的速率比在Q点的大

B.三点中，α粒子在N点的电势能最大

C.在重核产生的电场中，M点的电势比Q点的低

D.α粒子从M点运动到Q点，电场力对它做的总功为负功

解析：

根据α粒子运动轨迹判断加速度的方向，即α粒子在M、N、Q三点时所受电场力的方向，再根据运动轨迹的切线方向确定带电粒子的速度方向，由力和速度的夹角关系可知α粒子从M点运动到Q点，电场力对它先做负功后做正功；由M、N、Q三点离O点的距离关系可知三点的电势高低，即φN最高，φQ最低，且UNQ大于UNM，结合以上知识要点分析容易得出正确答案为B。

（责任编辑易志毅）endprint

带电粒子在电场中运动问题是学生学习的难点，也是历年来高考的重要考点。学生在解决此类问题时，解题思路不清楚，分析问题不全面，容易出错。本人结合自己的教学实践，从学生出错原因、此类问题涉及的知识点、解决此类问题的基本思路及例题赏析四方面作些分析。

一、学生出错的原因分析

学生解决带电粒子在电场中运动问题时出现错误的原因主要有以下三点。1.此类问题综合性较强，涉及牛顿运动定律、曲线运动、功能关系、电场力等方面的知识和规律；2.学生基础知识不扎实，很难形成完整、系统的知识网；3..此类问题比较抽象，学生很难建立物理模型，很难准确恰当地选取物理规律；4.学生对此类问题的解题思路和方法缺少归纳和总结。

二、带电粒子在电场中运动涉及的知识要点分析

1.曲线运动中的知识要点

（1）曲线运动中物体所受的合外力不为零，并且合外力的方向应该指向物体运动轨迹弯曲的一侧。

（2）物体在某一时刻运动轨迹上一点的切线方向表示物体该时刻的速度方向。

（3）当物体受力方向与速度方向夹角大于90度时做负功；当夹角小于90度时做正功；当夹角等于90度时不做功。

（4）物体的运动轨迹应该夹于合外力方向与速度方向之间，并且与物体的速度方向相切。

2.静电场中的知识要点

（1）静电场中，正电荷所受电场力的方向跟场强方向相同，负电荷所受电场力的方向跟场强方向相反。

（2）电场力做功的求解方法。

方法一：运用W电=Eq·s求解，只适用于匀强电场中电场力做功，且电场力方向与位移s方向在同一直线上。

方法二：运用WAB=UAB·q求解，适用于任何电场。

方法三：只有电场力做功时，可用动能定理求解，即W电=W合=Ek2-Ek1。

方法四：根据电场力做功跟电势能变化间的关系W电=-ΔEp求解。

3.功能关系的综合运用

（1）只有重力做功时，动能和重力势能之和不变。

（2）只有电场力做功时，动能和电势能之和不变。

（3）只有重力、电场力做功时，动能、重力势能和电势能三者之和不变。判断两者之和如何变化时，可以先看第三者如何变化，然后判断前两者的变化情况。

三、解决带电粒子在电场中运动问题的基本思路

思路一：运动轨迹确定合外力的方向确定重力、电场力的方向确定带电粒子的电性。

思路二：运动轨迹的切线方向确定带电粒子的速度方向确定各个力的做功情况确定能量变化情况确定速度大小变化（或电势高低）。

四、例题赏析

【例1】（2011·新课标全国卷）一带负电荷的质点，在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c，已知质点的速率是递减的。关于b点电场强度E的方向，图1中可能正确的是（）。（虚线是曲线在b点的切线）

解析：

根据质点运动轨迹判断加速度方向，即受力方向，再根据负电荷的受力方向，确定电场的可能方向。

由于质点沿曲线abc从a运动到c，且速率递减，可知加速度的方向向下，也即质点受电场力方向沿此方向，由于质点带负电，故知电场方向可能向上，故A、B、C错，D正确。

【例2】（2013重庆理综）如图2所示，高速运动的α粒子被位于O点的重原子核散射，实线表示α粒子运动的轨迹，M、N和Q为轨迹上的三点，N点离核最近，Q点比M点离核更远，则（）。

A.α粒子在M点的速率比在Q点的大

B.三点中，α粒子在N点的电势能最大

C.在重核产生的电场中，M点的电势比Q点的低

D.α粒子从M点运动到Q点，电场力对它做的总功为负功

解析：

根据α粒子运动轨迹判断加速度的方向，即α粒子在M、N、Q三点时所受电场力的方向，再根据运动轨迹的切线方向确定带电粒子的速度方向，由力和速度的夹角关系可知α粒子从M点运动到Q点，电场力对它先做负功后做正功；由M、N、Q三点离O点的距离关系可知三点的电势高低，即φN最高，φQ最低，且UNQ大于UNM，结合以上知识要点分析容易得出正确答案为B。