课题研究优秀课堂实录

带电粒子在复合场中的运动

南川三中 朱光娅

一．教学目标: 1.

带电粒子在复合场中做直线运动的分析和处理。

2.

带电粒子在复合场中做匀速圆周运动的分析和处理。

二、重点与难点：

重点：带电粒子在复合场中的受力分析及运动的处理

难点：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. 四、教学过程：

（一）复习引入 问题1］带电粒子分别在重力场，电场，和磁场中受到什么力？做功及特点是什么？

问题2］带电粒子在什么情况下做直线运动，什么情况下做匀速圆周运动？做功及特点是什么？

（二）新课讲解---带电粒子在复合场中的运动

项目

名称

重力场

力的特点

功和能的特点

重力做功与路径无关重力做功改变物体的重力势能

大小：G＝mg方向：竖直向下

1

项目

名称

力的特点

功和能的特点

大小：F＝qE方向：a.正电荷受力方向与场强电场力做功与路径无关W＝qU电场力做功

静电场

方向相同

b.负电荷受力方向与场改变电势能

强方向相反

磁场

洛伦兹力F＝qvB方向洛伦兹力不做功，不改符合左手定则

变带电粒子的动能

（三）知识联动：

1．复合场与组合场

(1)复合场：电场、磁场、重力场共存，或其中某两场共存。

(2)组合场：电场与磁场各位于一定的区域内，并不重叠或

在同一区域，电场、磁场交替出现。

（四）例题讲解：

例1.如图所示，某空间存在正交的匀强磁场和匀强 电场，电场方向水平向右，磁场方向垂直纸面向里。一带电微粒由a点以某一初速度进入电磁场，刚好能沿ab向上做匀速直线运动。下列说法正确的是( ) A.微粒一定带正电 B.微粒一定带负电

C.微粒的机械能一定不变 D.微粒的电势能一定不变

问题：怎样理解刚好能沿ab向上做匀速直线运动？

例2．(南宁模拟)如图所示，虚线空间内存在由匀强电场E和匀强磁场B组

2

成的正交或平行的电场和磁场，有一个带正电小球(电荷量为＋q，质量为m)从正交或平行的电磁混合场上方的某一高度自由落下，那么，带电小球可能沿直线通过的是 (

)

问题：怎样理解带电小球可能沿直线？

3. 如图所示，一个质量为m的带电液滴在相互垂 直的匀强电

场和匀强磁场中的竖直平面内做

半径为R的匀速圆周运动，那么

该液滴

(

) A．一定带正电，且沿逆时针方向转动 B．一定带负电，且沿顺时针方向转动 C．一定带负电，绕行方向不明 D．带什么电，绕行方向不确定

问题：怎样理解匀速圆周运动？

（五）总结：电场力、磁场力、重力并存

①若三力平衡，带电粒子一定做匀速直线运动． ②若重力与电场力平衡，带电粒子一定做匀速圆周

运动． ③若合力不为零且与速度方向不垂直，带电粒子做复

杂的曲线运动．因F洛不做功，故可用能量守恒或动能 定理求解问题．（后面再讲） （六）练习1.地球大气层外部有一层复杂的电离

层，既分布有地磁场，也分布有电

场。假设某时刻在该空间中有一小

区域存在如图所示的电场和

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磁场；电场的方向在纸面内斜向左下方，磁场的方向

垂直纸面向里。此时一带电宇宙粒子恰以速度v垂直

于电场和磁场射入该区域，不计重力作用，则在该区域中，有关该带电粒子的运动情况不可能的是 (

) A．仍做直线运动

B．立即向左下方偏转 C．立即向右上方偏转 D．可能做匀速圆周运动

练习2.如图所示，M、N两平行金属板间存在着正交的匀强电场和匀强磁场，一带电粒子(重力不计)从O点以速度v沿着和两板平行的方向射入场区后，做直线运动，经过时间t1飞出场区；如果两板间只有电场，粒子仍以原来的速度在O点进入电场，经过时间t2飞出电场；如果两板间只有磁场，粒子仍以原来的速度在O点进入磁场后，经过时间t3飞出磁场，则t1、t2、t3之间的大小关系为

（ ） A．t1=t2

B．t2>t1>t3

C．t1=t2= t3

D．t1>t2=t

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