第一篇：2012高考物理知識(shí)要點(diǎn)總結(jié)教案：帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)及在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及應(yīng)用

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磁 場(chǎng)

帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)及在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及應(yīng)用

知識(shí)要點(diǎn)：

1、帶電體在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的基本分析: 這里所講的復(fù)合場(chǎng)指電場(chǎng)、磁場(chǎng)和重力場(chǎng)并存, 或其中某兩場(chǎng)并存, 或分區(qū)域存在, 帶電體連續(xù)運(yùn)動(dòng)時(shí), 一般須同時(shí)考慮電場(chǎng)力、洛侖茲力和重力的作用。

在不計(jì)粒子所受的重力的情況下，帶電粒子只受電場(chǎng)和洛侖茲力的作用，粒子所受的合外力就是這兩種力的合力，其運(yùn)動(dòng)加速度遵從牛頓第二定律。在相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)與勻強(qiáng)磁場(chǎng)構(gòu)成的復(fù)合場(chǎng)中，如果粒子所受的電場(chǎng)力與洛侖茲力平衡，粒子將做勻速直線運(yùn)動(dòng)；如果所受的電場(chǎng)力與洛侖茲力不平衡，粒子將做一般曲線運(yùn)動(dòng)，而不可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，也不可能做與拋體運(yùn)動(dòng)類似的運(yùn)動(dòng)。在相互垂直的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的平面電場(chǎng)與勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直的復(fù)合場(chǎng)中，帶電粒子有可能繞場(chǎng)電荷做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。

無(wú)論帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中如何運(yùn)動(dòng)，由于只有電場(chǎng)力對(duì)帶電粒子做功，帶電粒子的電勢(shì)能與動(dòng)能的總和是守恒的，用公式表示為 qUa?12mva?qU2b?12mvb

22、質(zhì)量較大的帶電微粒在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

這里我們只研究垂直射入磁場(chǎng)的帶電微粒在垂直磁場(chǎng)的平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)，并分幾種情況進(jìn)行討論。

（1）只受重力和洛侖茲力：此種情況下，要使微粒在垂直磁場(chǎng)的平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，磁場(chǎng)方向必須是水平的。微粒所受的合外力就是重力與洛侖茲力的合力。在此合力作用下，微粒不可能再做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，也不可能做與拋體運(yùn)動(dòng)類似的運(yùn)動(dòng)。在合外力不等于零的情況下微粒將做一般曲線運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)加速度遵從牛頓第二定律；在合外力等于零的情況下，微粒將做勻速直線運(yùn)動(dòng)。

無(wú)論微粒在垂直勻強(qiáng)磁場(chǎng)的平面內(nèi)如何運(yùn)動(dòng)，由于洛侖茲力不做功，只有重力做功，因此微粒的機(jī)械能守恒，即 mgha?12mva?mghb?212mvb（2）微粒受有重力、電場(chǎng)力和洛侖茲力：此種情況下。要使微粒在垂直磁場(chǎng)的平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)若沿水平方向，則所加的勻強(qiáng)電場(chǎng)必須與磁場(chǎng)方向垂直。

在上述復(fù)合場(chǎng)中，帶電微粒受重力、電場(chǎng)力和洛侖茲力。這三種力的矢量和即是微粒所受的合外力，其運(yùn)動(dòng)加速度遵從牛頓第二定律。如果微粒所受的重力與電場(chǎng)力相抵消，微粒相當(dāng)于只受洛侖茲力，微粒將以洛侖茲力為向心力，以射入時(shí)的速率做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。若重力與電場(chǎng)力不相抵，微粒不可能再做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，也不可能做與拋體運(yùn)動(dòng)類似的運(yùn)動(dòng)，而只能做一般曲線運(yùn)動(dòng)。如果微粒所受的合外力為零，即所受的三種力平衡，微粒將做勻速直線運(yùn)動(dòng)。

無(wú)論微粒在復(fù)合場(chǎng)中如何運(yùn)動(dòng)，洛侖茲力對(duì)微粒不做功。若只有重力對(duì)微粒做功，則微粒的機(jī)械能守恒；若只有電場(chǎng)力對(duì)微粒做功，則微粒的電勢(shì)能和動(dòng)能的總和守恒；若重力和電場(chǎng)力都對(duì)微粒做功，則微粒的電勢(shì)能與機(jī)械能的總和守恒，用公式表示為： qUa?mgha?12mva?qU2b?mghb?12mvb

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過(guò)選擇器。

如圖, 設(shè)在電場(chǎng)方向側(cè)移v?EB?d后粒子速度為v, 當(dāng)時(shí): 粒子向f方向側(cè)移, F做負(fù)功——粒子動(dòng)能減少, 12mv0?qE?d?2電勢(shì)能增加, 有

12mv;當(dāng)v?2EB時(shí), 粒子向

F方向側(cè)移, F做正功——粒子動(dòng)能增加, 電勢(shì)能減少, 有12mv0?qE?d?212mv2;

5、質(zhì)譜儀

質(zhì)譜儀主要用于分析同位素, 測(cè)定其質(zhì)量, 荷質(zhì)比和含量比, 如圖所示為一種常用的質(zhì)譜儀, 由離子源O、加速電場(chǎng)U、速度選擇器E、B1和偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)B2組成。

同位素荷質(zhì)比和質(zhì)量的測(cè)定: 粒子通過(guò)加速電場(chǎng), 根據(jù)功能關(guān)系, 有

12mv2?qU。粒

子通過(guò)速度選擇器, 根據(jù)勻速運(yùn)動(dòng)的條件: v?EB。若測(cè)出粒子在偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的軌道直徑為?2R?2mvB2q?2mEB1B2qd, 則d , 所以同位素的荷質(zhì)比和質(zhì)量分別為

qm?2EB1B2d;m?B1B2qd2E。

6、磁流體發(fā)電機(jī)

工作原理: 磁流體發(fā)電機(jī)由燃燒室O、發(fā)電通道E和偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)B組成, 如圖所示。

在2500開以上的高溫下, 燃料與氧化劑在燃燒室混合、燃燒后, 電離為導(dǎo)電的正負(fù)離

子, 即等離子體, 并以每秒幾百米的高速噴入磁場(chǎng), 在洛侖茲力作用下, 正、負(fù)離子分別向上、下極板偏轉(zhuǎn), 兩極板因聚積正、負(fù)電荷而產(chǎn)生靜電場(chǎng), 這時(shí), 等離子體同時(shí)受到方向相反的洛侖茲力f與電場(chǎng)力F的作用。

當(dāng)f > F時(shí), 離子繼續(xù)偏轉(zhuǎn), 兩極電勢(shì)差隨之增大;當(dāng)f = F時(shí), 離子勻速穿過(guò)磁場(chǎng), 兩極電勢(shì)差達(dá)到最大值, 即為電源電動(dòng)勢(shì)。

電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算: 設(shè)兩極板間距為d, 根據(jù)兩極電勢(shì)差達(dá)到最大值的條件f = F, 即v?EB??/dB, 則磁流體發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)??Bdv。

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第二篇：帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)的教學(xué)反思

《帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》的教學(xué)反思

嘉積中學(xué)

馮逸

帶電粒子在磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)歷來(lái)都是高考考查的重要內(nèi)容！該課程的內(nèi)容包括兩部分：

一、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)。

二、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)的實(shí)際應(yīng)用———質(zhì)譜儀和回旋加速器。具體的教學(xué)目標(biāo)是：①知道帶電粒子垂直勻強(qiáng)磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)軌跡是個(gè)圓，知道其半徑與粒子的速度和磁感應(yīng)強(qiáng)度有關(guān)。②能從理論上分析帶電粒子垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，能推導(dǎo)做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑和周期公式。③了解質(zhì)譜儀和回旋加速器的工作原理。由于前兩部分內(nèi)容都是教學(xué)的重點(diǎn)。并且本節(jié)內(nèi)容和以前的力學(xué)知識(shí)緊密結(jié)合，綜合性較強(qiáng)，構(gòu)成教學(xué)的難點(diǎn)。

在本節(jié)課的落實(shí)上，我采用了具體如下的實(shí)施。1.針對(duì)學(xué)生基礎(chǔ)比較薄弱的實(shí)際情況，以復(fù)習(xí)洛倫茲力的大小和方向判斷作為引子，引入新課，提出：“帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中將做什么運(yùn)動(dòng)？”。從易到難，為學(xué)生學(xué)習(xí)本節(jié)課打基礎(chǔ)、做鋪墊。其中在復(fù)習(xí)公式上，采用了學(xué)生上黑板板書的措施落實(shí)復(fù)習(xí)回顧。2.有了必備的知識(shí)和方法作為基礎(chǔ)，讓學(xué)生先從力和運(yùn)動(dòng)的分析方法入手，結(jié)合課本與實(shí)驗(yàn)視頻，讓學(xué)生知道帶電粒子垂直于磁場(chǎng)方向的運(yùn)動(dòng)軌跡是個(gè)圓，并且是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，然后我指明帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的條件，進(jìn)而讓學(xué)生在教師的指點(diǎn)下能用學(xué)過(guò)的力學(xué)方法逐步的推導(dǎo)其運(yùn)動(dòng)半徑和周期。其中推導(dǎo)做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑和周期公式時(shí)，我讓兩名推導(dǎo)過(guò)程比較規(guī)范的學(xué)生上黑板板書與講解的措施。這樣，既能鍛煉講解的學(xué)生的邏輯思維的能力和語(yǔ)言的表達(dá)能力，也能把學(xué)生之間的思維拉近，便于理解，之后通過(guò)相關(guān)的達(dá)標(biāo)訓(xùn)練予以練習(xí)鞏固；達(dá)到分解難點(diǎn)、消化重點(diǎn)的目的。

第三篇：精品高二物理帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)教學(xué)設(shè)計(jì)

3.6、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)（第1課時(shí)）

同心縣豫?；孛裰袑W(xué)

鎖俊明

一、教學(xué)目標(biāo)

（一）知識(shí)與技能

1、理解洛倫茲力對(duì)粒子不做功.2、理解帶電粒子的初速度方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直時(shí)，粒 子在勻磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng).3、會(huì)推導(dǎo)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑、周期 公式，并會(huì)用它們解答有關(guān)問(wèn)題.知道質(zhì)譜儀的工作原理。

（二）過(guò)程與方法

通過(guò)綜合運(yùn)用力學(xué)知識(shí)、電磁學(xué)知識(shí)解決帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)（電場(chǎng)、磁場(chǎng)）中的問(wèn)題.培養(yǎng)學(xué)生的分析推理能力.（三）情感態(tài)度與價(jià)值觀

通過(guò)對(duì)本節(jié)的學(xué)習(xí)，充分了解科技的巨大威力，體會(huì)科技的創(chuàng)新歷程。

二、重點(diǎn)與難點(diǎn)：

重點(diǎn)：帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑和周期公式，并能用來(lái)分析有關(guān)問(wèn)題.難點(diǎn)：1.粒子在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng).2.綜合運(yùn)用力學(xué)知識(shí)、電磁學(xué)知識(shí)解決帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的問(wèn)題.三、教具：洛倫茲力演示儀、電源、多媒體等

四、教學(xué)過(guò)程：

（一）復(fù)習(xí)引入

［問(wèn)題1］什么是洛倫茲力？［磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力］ ［問(wèn)題2］洛倫茲力的大小和方向如何確定？［大?。篎=qvBsinθ 方向：左手定則］ ［問(wèn)題3］帶電粒子在磁場(chǎng)中是否一定受洛倫茲力？［不一定，洛倫茲力的計(jì)算公式為F=qvBsinθ，θ為電荷運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向的夾角，當(dāng)θ=90°時(shí)，F(xiàn)=qvB;當(dāng)θ=0°時(shí)，F(xiàn)=0.］

帶電粒子進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)到底會(huì)做什么運(yùn)動(dòng)呢？今天我們來(lái)學(xué)習(xí)—— 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

（二）新課講解---第六節(jié)、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

一、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

問(wèn)題1：帶電粒子平行射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)？（重力不計(jì)）

勻速直線運(yùn)動(dòng)

問(wèn)題2：帶電粒子垂直射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)？（重力不計(jì)）（1）當(dāng)v⊥B 時(shí)，洛倫茲力的方向與速度方向的關(guān)系?（2）帶電粒子僅在洛倫茲力的作用下，粒子的速率變化么？（3）洛倫茲力如何變化？

（4）從上面的分析，你認(rèn)為垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向射入的帶電粒子，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如何？ 實(shí)驗(yàn)：洛倫茲力演示儀（1）構(gòu)造: ①電子槍：射出電子

②加速電場(chǎng)：作用是改變電子束出射的速度.③勵(lì)磁線圈：作用是能在兩線圈之間產(chǎn)生平行于兩線圈中心的連線的勻強(qiáng)磁場(chǎng).（2）實(shí)驗(yàn)演示

a、不加磁場(chǎng)時(shí)觀察電子束的徑跡.b、給勵(lì)磁線圈通電，觀察電子束的徑跡.c、保持初射電子的速度不變，改變磁感應(yīng)強(qiáng)度，觀察電子束徑跡的變化.d、保持磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，改變出射電子的速度，觀察電子束徑跡的變化.（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)論

①沿著與磁場(chǎng)垂直的方向射入磁場(chǎng)的帶電粒子，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng).②磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，粒子射入的速度增加，軌道半徑也增大。③粒子射入速度不變，磁感應(yīng)強(qiáng)度增大，軌道半徑減小。理論分析

因?yàn)椋郝鍋銎澚偱c速度方向垂直.所以：洛侖茲力不改變速度大小，洛侖茲力的大小也就不變.結(jié)論：帶電粒子在垂直于磁場(chǎng)的平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。由洛侖茲力提供向心力。

【注意】帶電粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由洛倫茲力提供。通過(guò)“思考與討論”，使學(xué)生理解帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，的軌道半徑r和周期T與粒子所帶電量、質(zhì)量、粒子的速度、磁感應(yīng)強(qiáng)度有什么關(guān)系。

［出示投影］

一帶電量為q，質(zhì)量為m ,速度為v的帶電粒子垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，其半徑r和周期T為多大？

［問(wèn)題1］什么力給帶電粒子做圓周運(yùn)動(dòng)提供向心力？［洛倫茲力給帶電粒子做圓周運(yùn)動(dòng)提供向心力］

［問(wèn)題2］向心力的計(jì)算公式是什么？［F=mv2/r］

v2［教師推導(dǎo)］粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力F=m是由粒子所受

r的洛倫茲力提供的，所以

qvB=mv2/ r由此得出r=

mv qBT=2?r2?m2?m可得T= ?qBvqB（2）、軌道半徑和周期

帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑及周期公式.1、軌道半徑r =【說(shuō)明】：

（1）軌道半徑和粒子的運(yùn)動(dòng)速率成正比.（2）帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期跟軌道半徑和運(yùn)動(dòng)速率無(wú)關(guān).例

1、（見(jiàn)PPT課件）［出示投影課本例題］

例

2、如圖所示，一質(zhì)量為m，電荷量為q的粒子

mv

2、周期T =2πqBm/ qB 從容器A下方小孔S1飄入電勢(shì)差為U的加速電場(chǎng)，然后讓粒子垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)中，最后打到底片D上.(1)粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速率。(2)求粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑。

解：（1）粒子在S1區(qū)做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng).由動(dòng)能定理知，粒子在電場(chǎng)中得到的動(dòng)能等于電場(chǎng)對(duì)它所做的功，即 mv2?qu

由此可得v=2qu/m.（2）粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力是由粒子所受的洛倫茲力提v2供，即 qvB?m

r12所以粒子的軌道半徑為 r=mv/qB=2mu/qB2

［教師講解］r和進(jìn)入磁場(chǎng)的速度無(wú)關(guān)，進(jìn)入同一磁場(chǎng)時(shí)，r∝

m，q而且這些個(gè)量中，u、B、r可以直接測(cè)量，那么，我們可以用裝置來(lái)測(cè)量比荷或算出質(zhì)量。

例題給我們展示的是一種十分精密的儀器------質(zhì)譜儀 質(zhì)譜儀是一種十分精密的儀器，是測(cè)量帶電粒子的質(zhì)量和分析同位素的重要工具.---例題

3、如圖所示為質(zhì)譜儀的原理示意圖，電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電的粒子從靜止開始經(jīng)過(guò)電勢(shì)差為U的加速電場(chǎng)后進(jìn)入粒子速度選擇器，選擇器中存在相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為E、方向水平向右．已知帶電粒子能夠沿直線穿過(guò)速度選擇器，從G點(diǎn)垂直MN進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，該偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)是一個(gè)以直線MN為邊界、方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．帶電粒子經(jīng)偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)后，最終到達(dá)照相底片的H點(diǎn)．可測(cè)量出G、H間的距離為l．帶電粒子的重力可忽略不計(jì)．求：

（1）粒子從加速電場(chǎng)射出時(shí)速度v的大?。?）粒子速度選擇器中勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1的大小和方向．

（3）偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的大小．

（三）對(duì)本節(jié)要點(diǎn)做簡(jiǎn)要小結(jié).（四）課后作業(yè)：

完成“問(wèn)題與練習(xí)”1、2、3作業(yè)。

第四篇：帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)教學(xué)設(shè)計(jì)解讀

《帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》教學(xué)設(shè)計(jì)

祝塘中學(xué) 謝正平

一、教學(xué)設(shè)計(jì)思路

這節(jié)內(nèi)容主要是使學(xué)生清楚在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中帶電粒子在洛倫茲力作用下運(yùn)動(dòng)的情況及其成因。有洛倫茲力演示儀和動(dòng)畫課件的輔助，學(xué)生大體理解帶電粒子是做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑和周期也不難明白，但更多的是讓學(xué)生了解過(guò)程、細(xì)節(jié)，如每時(shí)每刻洛倫力茲力與粒子速度都是垂直關(guān)系，這往往是解決帶是粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)綜合性問(wèn)題的突破口。而這樣的綜合性題目在高考中常常見(jiàn)到，有時(shí)甚至以壓軸題出現(xiàn)，要很好地解決它，不是僅僅知道軌道半徑公式和周期公式就行的，分析出粒子的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，找出其幾何關(guān)系，才是解決問(wèn)題的首要。

為了使學(xué)生注意帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的過(guò)程，采用課件動(dòng)畫模擬，從而反復(fù)觀察直到學(xué)生清楚為止，也驗(yàn)證著相關(guān)的猜想和結(jié)果。為了保持思想的流暢和活躍，在觀察動(dòng)畫或視頻的同時(shí)（或之后），逐步提出有關(guān)問(wèn)題，分解成多個(gè)問(wèn)題，階梯式地上升，逼近結(jié)果，得出結(jié)論。

二、教學(xué)目標(biāo)

1．知識(shí)與技能

（1）了解顯示電子徑跡的方法

（2）理解帶電粒子垂直射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)及相應(yīng)的軌道半徑和周期

（3）了解質(zhì)譜儀

2．過(guò)程與方法

通過(guò)觀察視頻和動(dòng)畫，知道洛倫茲力提供向心力，結(jié)合勻速圓周運(yùn)動(dòng)的公式，得出軌道半徑和周期；利用帶電粒子垂直射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，制造出質(zhì)譜儀，是精確測(cè)量帶電粒子的質(zhì)量和分析同位素的一種重要工具。

3．情感、態(tài)度與價(jià)值觀

通過(guò)對(duì)帶電粒子垂直射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑和周期公式的推導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)密的科學(xué)態(tài)度。

三、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)

重點(diǎn)：理解軌道半徑和周期。

難點(diǎn)：帶電粒子垂直射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的成因。

四、實(shí)驗(yàn)器材及教學(xué)媒體的選擇與使用

洛倫茲力演示儀、多媒體投影系統(tǒng)。

五、教學(xué)方法

提問(wèn)、討論、講解、觀察、練習(xí)反饋。

六、教學(xué)過(guò)程

1．引入新課

上節(jié)課推導(dǎo)出帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中受力，即洛倫茲力F=qvB，那么：垂直射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的帶電粒子，在洛倫茲力F=qvB的作用下，將會(huì)偏離原來(lái)的運(yùn)動(dòng)方向。則粒子的運(yùn)動(dòng)徑跡是怎樣的呢？

2．講授新課

（1）觀察洛倫茲力演示儀，然后投影出它的視頻

提問(wèn)：①通過(guò)什么方法觀察到電子的徑跡？（電子射線使管內(nèi)的低壓水銀蒸氣（或氫氣）發(fā)出光輝，顯示出電子的徑跡）

②你觀察到了帶電粒子的是一個(gè)怎樣徑跡？（沒(méi)有磁場(chǎng)時(shí)，電子的徑跡是直線；外加勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，電子的徑跡是圓形）

（2）動(dòng)畫模擬

仔細(xì)反復(fù)觀察《帶正電的粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》動(dòng)畫，逐步完成下面的問(wèn)題：

①帶電粒子在什么條件下做圓周運(yùn)動(dòng)？（帶電粒子垂直射入磁場(chǎng)）

②是一種什么性質(zhì)的圓周運(yùn)動(dòng)？（勻速圓周運(yùn)動(dòng)）

③為什么是勻速圓周運(yùn)動(dòng)？（因?yàn)閹щ娏Ｗ邮艿揭粋€(gè)大小不變、方向總與粒子運(yùn)動(dòng)方向垂直的洛倫茲力）

④什么力提供了向心力？（洛倫茲力F=qvB）

⑤結(jié)合勻速圓周運(yùn)動(dòng)的有關(guān)公式，得出半徑與什么物理量有關(guān)？（）改變動(dòng)畫中帶電粒子的速度，形象觀察，使學(xué)生獲得感性認(rèn)識(shí)，同化理性推導(dǎo)的結(jié)果。

⑥帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，洛倫茲力對(duì)帶電粒子做了功嗎？（沒(méi)有）

⑦通過(guò)觀察左邊的動(dòng)畫，你聯(lián)想到與以前哪種情景的運(yùn)動(dòng)相似？（萬(wàn)有引力提供向心力的人造衛(wèi)星繞地球或行星繞恒星運(yùn)動(dòng)的情景相似）

⑧粒子運(yùn)動(dòng)的快慢與什么因素有關(guān)呢？（不立即回答，引出下面的周期問(wèn)題）

(3)觀察洛倫茲力演示儀，驗(yàn)證上述思想，強(qiáng)化軌道半徑公式

(4)觀察《不速度的電子在同一磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》動(dòng)畫。

提問(wèn)：①你觀察到了一個(gè)什么有趣的現(xiàn)象？（不同速度的電子在同一磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，軌道半徑不同，但運(yùn)動(dòng)一周的時(shí)間相等，即周期相同）

②如何解釋這個(gè)現(xiàn)象？（帶電粒子速度無(wú)關(guān)?。?/p>

（5）知識(shí)反饋與鞏固，與

觀察《運(yùn)動(dòng)電荷垂直于磁場(chǎng)》動(dòng)畫，由參數(shù)選擇的組合，根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況，可以事先或當(dāng)堂編制一些物理問(wèn)題，如帶電粒子將朝哪個(gè)方向做圓周運(yùn)動(dòng)（左手定則的考查）？軌道半徑和周期分別是多少（鞏固軌道半徑和周期公式）？學(xué)生回答完后，可以立即從課件上得到驗(yàn)證。

（6）了解質(zhì)譜儀

通過(guò)《質(zhì)譜儀原理》課件，了解質(zhì)譜儀的原理和作用。

（7）小結(jié)即板書部分

①帶電粒子垂直射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中是做勻速圓周運(yùn)動(dòng)

軌道半徑

周期

②應(yīng)用：質(zhì)譜儀

七、教學(xué)反思

這節(jié)課使用多媒體技術(shù)，使得傳統(tǒng)很難講述的問(wèn)題變得輕松，比如帶電粒子的運(yùn)動(dòng)徑跡，傳統(tǒng)課很難顯示，用洛倫茲力演示儀也是通過(guò)光輝效應(yīng)間接顯示，而且對(duì)于全教室的學(xué)生清晰度不高、觀察的可見(jiàn)度低，而應(yīng)用多媒體技術(shù)就輕松地解決了這個(gè)問(wèn)題。由于有了帶電粒子在磁場(chǎng)中徑跡顯示過(guò)程，也就使學(xué)生了解了其過(guò)程，而不是簡(jiǎn)單的記憶結(jié)果。有了動(dòng)畫形象的襯托，使學(xué)生獲得感性的認(rèn)識(shí)，有利地幫助學(xué)生理解理性推導(dǎo)的軌道半徑和周期公式等。也就說(shuō)，這節(jié)課使用了動(dòng)畫，突出了學(xué)生學(xué)習(xí)帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的過(guò)程。

在顯示帶電粒子的徑跡方法上，本堂課只用了水銀蒸汽的光輝效應(yīng)，沒(méi)能用動(dòng)畫形式展示更多的方法，如云室法、汽泡室法，可能需要今后作進(jìn)一步的研究。

第五篇：2012高考物理知識(shí)要點(diǎn)總結(jié)教案：電容 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

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第九章 電場(chǎng)

電容 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

知識(shí)要點(diǎn)：

一、基礎(chǔ)知識(shí)

1、電容

（1）兩個(gè)彼此絕緣，而又互相靠近的導(dǎo)體，就組成了一個(gè)電容器。

（2）電容：表示電容器容納電荷的本領(lǐng)。a 定義式：C?QU(??Q?U)，即電容C等于Q與U的比值，不能理解為電容C與Q成正比，與U成反比。一個(gè)電容器電容的大小是由電容器本身的因素決定的，與電容器是否帶電及帶電多少無(wú)關(guān)。

b 決定因素式：如平行板電容器C??S4?kd（不要求應(yīng)用此式計(jì)算）

（3）對(duì)于平行板電容器有關(guān)的Q、E、U、C的討論時(shí)要注意兩種情況： a 保持兩板與電源相連，則電容器兩極板間的電壓U不變 b 充電后斷開電源，則帶電量Q不變（4）電容的定義式：C?QU（定義式）

?S4?Kd（5）C由電容器本身決定。對(duì)平行板電容器來(lái)說(shuō)C取決于：C?（決定式）

（6）電容器所帶電量和兩極板上電壓的變化常見(jiàn)的有兩種基本情況：

第一種情況：若電容器充電后再將電源斷開，則表示電容器的電量Q為一定，此時(shí)電容器兩極的電勢(shì)差將隨電容的變化而變化。

第二種情況：若電容器始終和電源接通，則表示電容器兩極板的電壓V為一定，此時(shí)電容器的電量將隨電容的變化而變化。

2、帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

（1）帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，綜合了靜電場(chǎng)和力學(xué)的知識(shí)，分析方法和力學(xué)的分析方法基本相同：先分析受力情況，再分析運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)過(guò)程（平衡、加速或減速，是直線還是曲線），然后選用恰當(dāng)?shù)囊?guī)律解題。

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Lv0），則在粒子穿越電場(chǎng)的過(guò)程中，仍可當(dāng)作勻強(qiáng)電場(chǎng)處理。高考資源網(wǎng)（ks5u.com）

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1、電場(chǎng)強(qiáng)度E和電勢(shì)U僅僅由場(chǎng)本身決定，與是否在場(chǎng)中放入電荷，以及放入什么樣的檢驗(yàn)電荷無(wú)關(guān)。

而電場(chǎng)力F和電勢(shì)能?兩個(gè)量，不僅與電場(chǎng)有關(guān)，還與放入場(chǎng)中的檢驗(yàn)電荷有關(guān)。所以E和U屬于電場(chǎng)，而F電和?屬于場(chǎng)和場(chǎng)中的電荷。

2、一般情況下，帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡和電場(chǎng)線并不重合，運(yùn)動(dòng)軌跡上的一點(diǎn)的切線方向表示速度方向，電場(chǎng)線上一點(diǎn)的切線方向反映正電荷的受力方向。物體的受力方向和運(yùn)動(dòng)方向是有區(qū)別的。

如圖所示：

只有在電場(chǎng)線為直線的電場(chǎng)中，且電荷由靜止開始或初速度方向和電場(chǎng)方向一致并只受電場(chǎng)力作用下運(yùn)動(dòng)，在這種特殊情況下粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡才是沿電力線的。

3、點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)（1）點(diǎn)電荷在真空中形成的電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E?Q源，E?1/r，當(dāng)源電荷Q?0時(shí)，2場(chǎng)強(qiáng)方向背離源電荷，當(dāng)源電荷為負(fù)時(shí)，場(chǎng)強(qiáng)方向指向源電荷。但不論源電荷正負(fù)，距源電荷越近場(chǎng)強(qiáng)越大。（2）當(dāng)取U??0時(shí)，正的源電荷電場(chǎng)中各點(diǎn)電勢(shì)均為正，距場(chǎng)源電荷越近，電勢(shì)越高。負(fù)的源電荷電場(chǎng)中各點(diǎn)電勢(shì)均為負(fù)，距場(chǎng)源電荷越近，電勢(shì)越低。

（3）若有n個(gè)點(diǎn)電荷同時(shí)存在，它們的電場(chǎng)就互相迭加，形成合電場(chǎng)，這時(shí)某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度就等于各個(gè)點(diǎn)電荷在該點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的矢量和，而某點(diǎn)的電勢(shì)就等于各個(gè)點(diǎn)電荷在該點(diǎn)的電勢(shì)的代數(shù)和。

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