高中物理 “带电粒子在磁场中的圆周运动”解析

“带电粒子在磁场中的圆周运动”解析

处理带电粒子在匀强磁场中的圆周运动问题，其本质是平面几何知识与物理知识的综合运用。重要的是正确建立完整的物理模型，画出准确、清晰的运动轨迹。下面我们从基本问题出发对“带电粒子在磁场中的圆周运动”进行分类解析。

一、“带电粒子在磁场中的圆周运动”的基本型问题

找圆心、画轨迹是解题的基础。带电粒子垂直于磁场进入一匀强磁场后在洛仑兹力作用下必作匀速圆周运动，抓住运动中的任两点处的速度，分别作出各速度的垂线，则二垂线的交点必为圆心；或者用垂径定理及一处速度的垂线也可找出圆心；再利用数学知识求出圆周运动的半径及粒子经过的圆心角从而解答物理问题。

【例1】图示在y<0的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于xy平面并指向纸面外，磁场的磁感应强度为B；一带正电的粒子以速度V0从O点射入磁场中，入射方向在xy平面内，与x轴正方向的夹

角为θ；若粒子射出磁场的位置与O点的距离为L。求①该粒子的电荷量和质量比；②粒子在磁场中的运动时间。

分析：①粒子受洛仑兹力后必将向下偏转，过O点作速度V

0的垂

线必过粒子运动轨迹的圆心O’；由于圆的对称性知粒子经过点P时

的速度方向与x轴正方向的夹角必为θ，故点P作速度的垂线与点O

处速度垂线的交点即为圆心O’（也可以用垂径定理作弦OP的垂直

平分线与点O处速度的垂线的交点也为圆心）。由图可知粒子圆周运

动的半径由有。再由洛仑兹力作向心力

得出粒子在磁场中的运动半径为故有，解之。

②由图知粒子在磁场中转过的圆心角为，故粒子在磁场中的运动时间为

。

【例2】如图以ab为边界的二匀强磁场的磁感应强度为B1＝2B2，

现有一质量为m带电+q的粒子从O点以初速度V0沿垂直于ab方向

发射；在图中作出粒子运动轨迹，并求出粒子第6次穿过直线ab所经历的时间、路程及离开点O的距离。（粒子重力不计）

分析：粒子在二磁场中的运动半径分别为，由粒子在磁场中所受的洛仑兹力的方向可以作出粒子的运动轨迹如图所示。粒子从点O出发第6次穿过直线ab时的位置必为点P；

故粒子运动经历的时间为，而粒子的运动周期代入前式有

。粒子经过的路程。点O与P的距离为。【模型要点】画轨迹、找圆心、求半径、利用几何关系、构造直角三角形。

二、“带电粒子在磁场中的圆周运动”的范围型问题

寻找引起范围的“临界轨迹”及“临界半径R0”，然后利用粒子运动的实际轨道半径R与R0的大小关系确定范围。

【例3】如图所示真空中宽为d的区域内有强度为B的匀强磁场方向如图，质量m带电-q的粒子以与CD成θ角的速度V0垂直射入磁场中；要使粒子必能从EF射出则初速度V0应满足什么条件？EF上有粒子射出的区域？

分析：粒子从A点进入磁场后受洛仑兹力作匀速圆周运动，要使粒子必能从EF射

出，则相应的临界轨迹必为过点A并与EF相切的轨迹如图示，作出A、P点速度的

垂线相交于O’即为该临界轨迹的圆心，临界半径R0由有

；故粒子必能穿出EF的实际运动轨迹半径R≥R0，即

有。

由图知粒子不可能从P点下方向射出EF，即只能从P点上方某一区域射出；又由于粒子从点A进入磁场后受洛仑兹力必使其向右下方偏转，故粒子不可能从AG直线上方射出；由此可见EF中有粒子射

出的区域为PG，且由图知。

【例4】如图所示S为电子射线源能在图示纸面上和360°范围内向各个方向发射速率相等的质量为m、带电-e的电子，MN是一块足够大的竖直档板且与S的水平距离OS＝L，档板左侧充满垂直纸面向里的匀强磁场；①若电子的发射速率为V0，要使电子一定能经过点O，则磁场的磁感应强度B的条件？②若磁场的磁感应强度为B，要使S发射出的电子能到达档板，则电子的发射速率多大？③若磁

场的磁感应强度为B，从S发射出的电子的速度为，则档板上出现电子的范围多大？

分析：电子从点S发出后必受到洛仑兹力作用而在纸面上作匀速圆周运动，由于

电子从点S射出的方向不同将使其受洛仑兹力方向不同，导致电子的轨迹不同，分析知只有从点S向与SO成锐角且位于SO上方发射出的电子才可能经过点O。

①要使电子一定能经过点O，即SO为圆周的一条弦，则电子圆周运动的轨道半径

必满足，由。

②要使电子从S发出后能到达档板，则电子至少能到达档板上的O点，故仍有粒子圆周运动半径

，由有。

③当从S发出的电子的速度为时，电子在磁场中的运动轨迹半径，但由于电子发射出的方向不同则其轨道不同，因而到达MN板的位置不同。由此作出图示的二临界轨迹，故电子击中档板的范围在P1P2间；对SP1弧由图知，且该电子的发射方向与SO必成30°向SO下方发射；对SP2弧由图知，且该电子的发射方向与SO成α为而向SO的左上方发射。

三、“带电粒子在磁场中的圆周运动”的极值型问题

寻找产生极值的条件：①直径是圆的最大弦；②同一圆中大弦对应大的圆心角；③由轨迹确定半径的极值。

【例5】图中半径r＝10cm的圆形区域内有匀强磁场，其边界跟y轴在坐标原点O处相切；磁场B ＝0．33T垂直于纸面向内，在O处有一放射源S可沿纸面向各个方向射出速率均为

的α粒子；已知α粒子质量为，电量，则α粒子通过磁场空间的

最大偏转角θ及在磁场中运动的最长时间t各多少？

分析：α粒子从点O进入匀强磁场后必作匀速圆周运动，其运动半径由一定；由于α粒子从点O进入磁场的方向不同故其相应的轨迹与出场位置均不同，则粒子通过磁场的速度偏向角θ不同；要使α粒子在运动中通过磁场区域的偏转角θ最大，则必使粒子在磁场中运动经过的弦长最大；因而圆形磁场区域的直径OP即为粒子在磁场中运动所经过的最大弦；故α粒子从点O入磁场而从点P出场的轨迹如图圆O’所对应的圆弧示，该弧所对的圆心角即为最大偏转角θ。由前面计算知△SO/P必为等边三角形，故α＝30°且θ＝2α＝60°。此过程中粒子在磁场中运动的时间由

即为粒子在磁场中运动的最长时间。

【例6】一质量m、带电q的粒子以速度V0从A点沿等边三角形ABC的AB方向射入强度为B的垂直于纸面的圆形匀强磁场区域中，要使该粒子飞出磁场后沿BC射出，求圆形磁场区域的最小面积。

分析：由题中条件求出粒子在磁场中作匀速圆周运动的半径为一定，故作出

粒子沿AB进入磁场而从BC射出磁场的运动轨迹图中虚线圆所示，只要小的一

段圆弧PQ能处于磁场中即能完成题中要求；故由直径是圆的最大弦可得圆形磁

场的最小区域必为以直线PQ为直径的圆如图中实线圆所示。由于三角形ABC为

等边三角形，故图中α＝30°，那么，故最小

磁场区域的面积为。

【例7】有一粒子源置于一平面直角坐标原点O处，如图所示相同的速率v0向第一象限平面内的不同方向发射电子，已知电子质量为m，电量为e。欲使这些电子穿过垂直于纸面、磁感应强度为B的匀强磁场后，都能平行于x轴沿+x方向运动，求该磁场方向和磁场区域的最小面积s。

分析：由于电子在磁场中作匀速圆周运动的半径R＝mv0/Be是确定的，

设磁场区域足够大，作出电子可能的运动轨道如图所示，因为电子只能向

第一象限平面内发射，所以电子运动的最上面一条轨迹必为圆O1，它就是

磁场的上边界。其它各圆轨迹的圆心所连成的线必为以点O为圆心，以R

为半径的圆弧O1O2O n。由于要求所有电子均平行于x轴向右飞出磁场，故

由几何知识有电子的飞出点必为每条可能轨迹的最高点。如对图中任一轨

迹圆O2而言，要使电子能平行于x轴向右飞出磁场，过O2作弦的垂线O2A，则电子必将从点A飞出，相当于将此轨迹的圆心O2沿y方向平移了半径R即为此电子的出场位置。由此可见我们将轨迹的圆心组成的圆弧O1O2O n沿y方向向上平移了半径R后所在的位置即为磁场的下边界，图中圆弧OAP示。综上所述，要求的磁场的最小区域为弧OAP与弧OBP所围。利用正方形OO1PC的面积减去扇形OO1P的面积即为OBPC的面积；即R2-πR2/4。根据几何关系有最小磁场区域的面积为S＝2（R2-πR2/4）＝（π/2 -1）（mv0/Be）2。

四、“带电粒子在磁场中的圆周运动”的多解型问题

抓住多解的产生原因：①速度方向的不确定引起的多解，②与自然数相关的多解即粒子运动时间与运动周期的倍数不确定。

【例8】在前面“【例4】”中若将档板取走，磁场磁感应强度为B，当电子以

速率从点S射出后要击中O点，则点S处电子的射出方向与OS的夹角为多

少？从S到点O的时间多少？

分析：由已知条件知电子圆周运动的半径，电子从点S射出后要经过点O即直线SO为圆的一条弦，由图知必有两种运动轨迹存在；由于题中SO＝L＝r，故∠OSO2＝60°，那么电子从点S 的发射速度V2的方向与SO所成的夹角α＝30°；图中∠OSO1＝60°，故电子的发射速度V1的方向与SO所成的夹角θ＝150°。

【例9】一质量m带电q的粒子以速率V垂直射入磁感应强度为B的匀强磁场

中，粒子经过一段时间受到的冲量的大小为mv，粒子重力不计。则此过程经历的

时间为多少？

分析：粒子在磁场中作匀速圆周运动的半径，右图示设粒子的初位置为a，因其受冲量的大小为mv而方向未知故必有右图中的两种情况，即未动量的方向有P1、P2两个，对应的冲量方向仍有I1、I2两个。粒子作匀速圆周运动中动量的大小始终为mv不变，由动量定理可知

而；故粒子在该过程中经历的时间为，

，其中。

【例10】在半径为r的圆筒中有沿筒轴线方向的匀强磁场，磁感应强度为B；一质量为m带电+q的粒子以速度V从筒壁A处沿半径方向垂直于磁场射入筒中；若它在筒中只受洛仑兹力作用且与筒壁发生弹性碰撞，欲使粒子与筒壁连续相碰撞并绕筒壁一周后仍从A处射出；则B必须满足什么条件？带电粒子在磁场中的运动时间？

分析：由于粒子从A处沿半径射入磁场后必作匀速圆周运动，要使粒子又从A处沿半径方向射向磁场，且粒子与筒壁的碰撞次数未知，故设粒子与筒壁的碰撞次数为n（不含返回A处并从A处射出的

一次），由图可知，其中n为大于或等于2的整

数（当n＝1时即粒子必沿圆O的直径作直线运动，表示此时B＝0）；

由图知粒子圆周运动的半径R为，再由粒子

在磁场中的运动半径可求出。

粒子在磁场中的运动周期为，粒子每碰撞一次在磁场中转过的角度由图得

，粒子从A射入磁场再从A沿半径射出磁场的过程中将经过n+1段圆弧，故粒子运动的总时间为：，将前面B代入T后与共同代入前式得

。

五、“带电粒子在磁场中的圆周运动”的动力学问题

注意洛仑兹力不做功，洛仑兹力的方向将随物体的运动方向的变化而发生相应的变化；正确结合变速圆周运动中的动力学关系与能量守恒定律处理。

【例11】金属小球质量m带电-q，由长L的绝缘细线悬挂于图示匀强磁场中的O点，然后将小球拉到θ＝600处由静止释放，小球沿圆弧运动到最低点时悬线上的张力恰好为0；求①磁场的磁感应强度B＝？②小球住复摆动中悬线上的最大张力多少？

分析：①小球从点A由静止释放后在绕点O运动中必同时受到重力、线的拉

力及洛仑兹力作用，由左手定则知小球从A向P运动中洛仑兹力方向必沿半径

指向圆心，且洛仑兹力对小球不做功；故小球到达P点的速度大小为……⑴；小球在P点受力如图示由圆周运动有……⑵；……⑶；由⑴⑵⑶共得

，由“⑴”求出故。

②小球从右向左运动或从左向右运动中由于所受洛仑兹力的方向将发生变化故悬线上的张力大小

将作相应的变化，分析可知当小球从左向右运动经过点P时线上的张力必有最大值，小球从左向右经过点P时的速度大小仍为有；小球从左向右过P点时其受到的洛仑兹力方向必沿半径向外，故P点处线上的张力T p为可得

，将及θ＝600代入前式得到

。

总之在处理带电粒子在磁场中的匀速圆周运动问题中，我们必须将物理规律与数学知识紧密结合，准确分析粒子运动过程及临界状态与极值条件；处理带电粒子在磁场中的变速圆周运动问题时，时刻注意洛仑兹力的方向变化并在解答中注意洛仑兹力不做功，正确利用动力学规律与能量守恒定律。

带电粒子在圆形磁场中运动的规律.

带电粒子在磁场中的运动 例 1. 如图所示,在宽度为 d 磁感应强度为 B 、水平向外的匀强磁场矩形区域内,一带电粒子以初速度 v 入射, 粒子飞出时偏离原方向60°,利用以上数据可求出下列物理量中的哪几个 A. 带电粒子的比荷 B. 带电粒子在磁场中运动的周期 C. 带电粒子的质量 D. 带电粒子在磁场中运动的半径变式 . 若带电粒子以初速度 v 从 A 点沿直径入射至磁感应强度为 B , 半径为 R 的圆形磁场, 粒子飞出时偏离原方向 60°,利用以上数据可求出下列物理量中的哪几个 应用 1、如图所示,长方形 abcd 长 ad = 0.6m ,宽 ab = 0.3m , O 、 e 分别是 ad 、bc 的中点,以 ad 为直径的半圆内有垂直纸面向里的匀强磁场(边界上无磁场 ,磁感应强度 B =0.25T 。一群不计重力、质

量 m =3 ×10-7 kg 、电荷量 q =+2×10- 3C 的带电粒子以速度 v =5×l02m/s 沿垂直 ad 方向且垂直于磁场射入磁场区域( A . 从 Od 边射入的粒子, 出射点全部分布在 Oa 边 B . 从 aO 边射入的粒子, 出射点全部分布在 ab 边 C .从 Od 边射入的粒子,出射点分布在 Oa 边和 ab 边 D .从 aO 边射入的粒子,出射点分布在 ab 边和 bc 边 应用 2. 在以坐标原点 O 为圆心、半径为 r 的圆形区域内,存在磁感应强度大小为 B 、方向垂直于纸面向里的匀强磁场,如图 10所示。一个不计重力的带电粒子从磁场边界与 x 轴的交点 A 处以速度 v 沿 -x 方向射入磁场,恰好从磁场边界与 y 轴的交点 C 处沿 +y方向飞出。 (1请判断该粒子带何种电荷,并求出其比荷 q/m; (2若磁场的方向和所在空间范围不变,而磁感应强度的大小变为B ′,该粒子仍从A 处以相同的速度射入磁场,但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了 60°角,求磁感应强度B ′多大?此次粒子在磁场中运动所用时间 t 是多少? 例 2. 如图所示, 一束电子流以不同速率, 由边界为圆形的匀强磁场的边界上一点 A , 沿直径方向射入磁场,已知磁感应强度方向垂直圆平面,则电子在磁场中运动时:( A 轨迹长的运动时间长 B 速率大的运动时间长 C 偏转角大的运动时间长 D 速率为某一值时不能穿出该磁场

高中物理选修3-1说课稿(全)讲解

第一节我们周围的磁现象说课稿 一、说教材: 本节从我国古代磁学研究的成就引入，指出指南针的发明对世界文明有重大影响。然后依次展现了三个三级主题：“无处不在的磁”、“地磁场”、“磁性材料”。这样地结构贴切地体现了本节的主题---“我们周围的磁现象”。 根据如上分析，可确定出本节教学的目标： 知识与技能： 1、列举磁现象在生活、生产中的应用。 2、了解地磁场的知识，知道磁性材料的概念及主要用途。 3、了解我国古代在磁现象方面的研究成果及其对人类文明的影响，关注与磁相关的现代技术发展。 过程与方法： 1、通过观察实物、收集资料，初步了解我们周围的磁现象，培养收集和处理信息的能力。 2、通过收集磁性材料应用实例的活动，培养学生的分析、解决问题的能力和交流、合作的能力。 情感态度与价值观： 1、通过回顾我国磁学研究的光辉篇章，培养学生的民族自豪感与爱国情怀，树立振兴中华 的使命感和责任感 2、通过了解磁现象在生活与生产中的广泛应用，使学生更加明确科学与技术、科学与社会 的密切联系。 3、通过对地磁场成因的探讨及对“信鸽认家”现象的实验研究，培养学生尊重事实的科学 态度与勇于探索的创新精神。 重点、难点分析： 知道磁现象，了解地磁场和磁性材料是重点 二、说教法、学法 本节作为全章的起始节，避免涉及枯燥抽象的概念，力求从生活生产中的磁现象入手，引起学生研究的兴趣与激情。因此，教学中应尽可能调动学生的学习主动性，让他们解决参与举例、讨论、探究等学习活动，逐步建立关于磁现象的感性认识，为进一步研究磁现象做好准备。 三、说程序 1、新课引入（复习初中知识） 磁性：能够吸引铁质物体的性质 磁体：具有磁性的物体叫磁体。 磁极：磁体上磁性最强的部分叫磁极。 小磁针静止时指南的磁极叫做南极，又叫S极；指北的磁极叫做北极，又叫N极。磁极间的相互作用:同名磁极相斥，异名磁极相吸。变无磁性物体为有磁性物体叫磁化，变有磁性物体为无磁性物体叫退磁． 2、新课教学 （1）让学生阅读课文，列举身边的磁现象 （2）地磁场 地球是一个巨大的磁体. 地磁的北(N)极在地理的南极附近,地磁的南(S)极在地理的北极附近. 地磁场:地球由于本身具有磁性而在其周围形成的磁场叫地磁场.

带电体在磁场中的运动

带电在匀强磁场中的运动 (大庆实验中学2015-2016学年高二上学期期中)7．如图所示，一个带正电q 的小带电体处于一匀强磁场中，磁场垂直纸面向里，磁感应强度为B ．带电体质量为m ，为了使它对水平绝缘面正好无压力，应（ ） A ．使 B 数值增大 B ．使磁场以速率v=向上移动 C ．使磁场以速率v=向右移动 D ．使磁场以速率v= 向左移动 【考点】共点力平衡的条件及其应用；洛仑兹力． 【分析】小球能飘离平面的条件：竖直向上的洛伦兹力与重力平衡，由左手定则可知，当洛伦兹力竖直向上时，电荷向右运动，根据相对运动小球不动时，磁场相对小球向左运动． 【解答】解：小球能飘离平面的条件，竖直向上的洛伦兹力与重力平衡即：qvB=mg ，得： ，根据相对运动当小球不动 时，磁场相对小球向左运动．故选项D 正确，ABC 错误． 故选：D 【点评】考查了运动电荷在磁场中的运动，用左手定则判断洛伦兹力的方向，注意小球飘离地面的条件． (哈尔滨师大附属中2014-2015学年高二上学期期末)12．【多选】如图所示，两根长直导线竖直插入光滑绝缘水平桌面上的M 、N 两小孔中，O 为M 、N 连线中点，连线上a 、b 两点关于O 点对称。两导线通有大小相等、方向相反的电流。已知长直导线周围产生的磁场的磁感应强度B ＝k I r ，式中k 是常数，I 是导线中的电流、r 为点到导线的距离。一带负电的小球以初速度v 0从a 点出发沿连线运动到b 点。关于上述过程，下列说法正确的是 BC A ．小球先做加速运动后做减速运动 B ．小球一直做匀速直线运动 C ．小球对桌面的压力先减小后增大 D ．小球对桌面的压力先增大后减小 (大庆实验中学2015-2016学年高二上学期期末) 【多选】12. 如图所示，在垂直纸面向里的水平匀强磁场中，水平放置一根粗糙绝缘细直杆，有一个重力不能忽略、中间带有小孔的带正电小球套在细杆上。现在给小球一个水平向右的初速度v0，假设细杆足够长，小球在运动过程中电荷量保持不变，杆上各处的动摩擦因数相同，则小球运动的速度v 与时间t 的关系图像可能是 BD (牡丹江一中2013-2014学年高二上学期期末)8．如图所示，空间存在垂直于纸面向里的磁感应强度为B 的匀强磁场，场内有一绝缘的足够长的直杆，它与水平面的倾角为θ，一带电量为－q 、质量为m 的带负电的小球套在直杆上，从A 点由静止沿杆下滑，小球与杆之间的动摩擦因数为μ，在小球以后运动的过程中，下列说法正确的是( B ) A ．小球下滑的最大速度为v ＝mgsin θ μBq B ．小球下滑的最大加速度为am ＝gsin θ C ．小球的加速度一直在减小 D ．小球的速度先增大后减小 (黑龙江某重点中学2014-2015届高二上学期期末) 【多选】 7. 如图所示，一带正电的滑环套在水平放置且足够长的粗糙绝缘杆上，整个装置处于方向如图所示的匀强磁场中.现给环施以一个水平向右的速度，使其运动，则滑环在杆上的运动情况可能是( ABD ) A.先做减速运动，后做匀速运动 B.一直做减速运动，直到静止 C.先做加速运动，后做匀速运动 D.一直做匀速运动 (大庆实验中学2012-2013学年高二11月月考) (安达市高级中学2013-2014学年高二下学期开学检测) 【多选】4. 如图所示，一个质量为m 、电荷量为＋q 的圆环，可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动，细杆处于磁感应强度为B 的匀强磁场中，不计空气阻力，现给圆环向右的初速度v 0，在以后的运动过程中，圆环运动的速度图象可能是下图中的( AD )

带电粒子在磁场中运动之多解周期运动问题

考点4.7 周期性与多解问题 1．带电粒子电性不确定形成多解：受洛伦兹力作用的带电粒子，由于电性不同，当速度相同时，正、负粒子在磁场中运动轨迹不同，形成多解． 如图6甲所示，带电粒子以速度v垂直进入匀强磁场，如带正电，其轨迹为a，如带负电，其轨迹为b. 2．磁场方向不确定形成多解：有些题目只已知磁感应强度的大小，而不知其方向，此时必须要考虑磁感应强度方向不确定而形成的多解． 如图乙所示，带正电粒子以速度v垂直进入匀强磁场，如B垂直纸面向里，其轨迹为a，如B 垂直纸面向外，其轨迹为b. 3．临界状态不唯一形成多解：带电粒子在洛伦兹力作 用下飞越有界磁场时，由于粒子运动轨迹是圆弧状， 因此，它可能穿过去，也可能转过180°从入射界面这 边反向飞出，从而形成多解，如图丙所示． 4．运动的周期性形成多解：带电粒子在部分是电场、部分是磁场的空间运动时，运动往往具有往复性，从而形成多解，如图丁所示． 一圆筒的横截面如图所示，其圆心为O.筒有垂直于纸面向里的匀 强磁场，磁感应强度为B.圆筒下面有相距为d的平行金属板M、N，其中 M板带正电荷，N板带等量负电荷.质量为m、电荷量为q的带正电粒子 自M板边缘的P处由静止释放，经N板的小孔S以速度v沿半径SO方 向射入磁场中.粒子与圆筒发生两次碰撞后仍从S孔射出.设粒子与圆筒碰 撞过程中没有动能损失，且电荷量保持不变，在不计重力的情况下，求： (1)M、N间电场强度E的大小； (2)圆筒的半径R.

(3)保持M、N间电场强度E不变，仅将M板向上平移，粒子仍从M板边缘的P处 由静止释放粒子自进入圆筒至从S孔射出期间，与圆筒的碰撞次数n。 1.如图所示，在纸面有磁感应强度大小均为B，方向相反的匀强磁场，虚线等边三角形ABC 为两磁场的理想边界。已知三角形ABC边长为L，虚线三角形为方向垂直纸面向外的匀强磁场，三角形外部的足够大空间为方向垂直纸面向里的匀强磁 场。一电量为+q、质量为m的带正电粒子从AB边中点P垂直AB 边射入三角形外部磁场，不计粒子的重力和一切阻力，试求： (1)要使粒子从P点射出后在最快时间通过B点，则从P点射出 时的速度v0为多大？ (2)满足（1）问的粒子通过B后第三次通过磁场边界时到B的 距离是多少？ (3)满足（1）问的粒子从P点射入外部磁场到再次返回到P点的最短时间为多少？画出 粒子的轨迹并计算。

带电粒子在圆形磁场中运动的规律

带电粒子在磁场中的运动 例1.如图所示，在宽度为d 磁感应强度为B 、水平向外的匀强磁场矩形区域内，一带电粒子以初速度v 入射，粒子飞出时偏离原方向60°，利用以上数据可求出下列物理量中的哪几个 A.带电粒子的比荷 B.带电粒子在磁场中运动的周期 C.带电粒子的质量 D.带电粒子在磁场中运动的半径 变式.若带电粒子以初速度v 从A 点沿直径入射至磁感应强度为B ，半径为R 的圆形磁场，粒子飞出时偏离原方向60°，利用以上数据可求出下列物理量中的哪几个 应用1、如图所示，长方形 abcd 长 ad = 0.6m ，宽 ab = 0.3m , O 、e 分别是 ad 、bc 的中点，以 ad 为直径的半圆内有垂直纸面向里的匀强磁场（边界上无磁场），磁感应强度 B ＝0.25T 。一群不计重力、质 量 m ＝3 ×10-7 kg 、电荷量 q ＝＋2×10－ 3C 的带电粒子以速度v ＝5×l02m/s 沿垂直 ad 方向且垂直于磁场射入磁场区域 ( ) A ．从 Od 边射入的粒子，出射点全部分布在 Oa 边 B ．从 aO 边射入的粒子，出射点全部分布在 ab 边 C ．从Od 边射入的粒子，出射点分布在Oa 边和 ab 边 D ．从aO 边射入的粒子，出射点分布在ab 边和bc 边 应用2.在以坐标原点O 为圆心、半径为r 的圆形区域内，存在磁感应强度大小为B 、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，如图10所示。一个不计重力的带电粒子从磁场边界与x 轴的交点A 处以速度v 沿-x 方向射入磁场，恰好从磁场边界与y 轴的交点C 处沿+y 方向飞出。 （1）请判断该粒子带何种电荷，并求出其比荷q/m ； （2）若磁场的方向和所在空间范围不变，而磁感应强度的大小变为B ′，该粒子仍从A 处以相同的速度射入磁场，但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了60°角，求磁感应强度B ′多大？此次粒子在磁场中运动所用时间t 是多少？ 例2.如图所示，一束电子流以不同速率，由边界为圆形的匀强磁场的边界上一点A ，沿直径方向射入磁场，已知磁感应强度方向垂直圆平面，则电子在磁场中运动时：（ ） A 轨迹长的运动时间长 B 速率大的运动时间长 C 偏转角大的运动时间长 D 速率为某一值时不能穿出该磁场 变式.如右图所示，直角三角形ABC 中存在一匀强磁场，比荷相同的两个粒子沿AB 方向射入磁场，分别从AC 边上的P 、Q 两点射出，则 A.从P 射出的粒子速度大 B.从Q 射出的粒子速度大 C.从P 射出的粒子，在磁场中运动的时间长 D.两粒子在磁场中运动的时间一样长 例3.如右图所示，在半径为R 的圆形区域内充满磁感应强度为B 的匀强磁场，MN 是一竖直放置的感光板.从圆形磁场最高点P 垂直磁场射入大量的带正电、电荷量为q 、质量为m 、速度为v 的粒子，不考虑粒子间的相互作用力，关于这些粒子的运动以下说法正确的是 A.只要对着圆心入射，出射后均可垂直打在MN 上 B.对着圆心入射的粒子，其出射方向的反向延长线不一定过圆心 C.对着圆心入射的粒子，速度越大在磁场中通过的弧长越长，时间也越长 D.只要速度满足m qBR v / ，沿不同方向入射的粒子出射后均可垂直打在MN 上（出射速度有什么关系？）若相同速率平行经过p 点的直径进入磁场，出射点又有什么规律？

高中物理评课稿

高中物理评课稿 听了隋老师讲解《电势差》一节内容，收获不少，下面是我对这节课的评课内容: 本节课经过了精心的安排和设计: 1、从教学设计上看，本节课突现采用类比的手段将重力场中的重力、高度差、重力势、重力势能同抽象的电场力、电势差、电势、电势能概念具体化，落实了这些概念的三维目标，突破重难点。 、从课堂教学来看，老师能很好地把握住教材的要求，始终以引导学生为2 主，启迪学生思维，渗透物理思维和方法。 3、展示了该老师是有扎实的基本功，整个课结构严谨，一气呵成，课堂内容丰富充实，老师对课堂的驾驭能力在本节课堂上也发挥得淋漓尽致。 本节课的具体亮点具体体现在以下几个方面: 1、有效地为学生提供充分的思考，学习时机。上课的教师充分考虑到物理知识自身的特点，遵循学生学习的心理规律，从学生已有的知识经验出发，让学生去体验物理知识的形成教程。通过类比手段降低学生对抽象概念理解的难度，再引导学生把这些直观的感性认识进行扩展抽象上升理性认识，最后把这些认识和知识加以巩固。 2、充分利用教学素材，启迪思维，教师在主导作用和学生的主体作用得到发挥。教师在教学中应遵循和贯彻“以学生为主体，以教师为主导，以思维为主线”这一原则，现代教学观要求教师把整个学习过程尽量还给学生，无论是概念理解，还是方法选择，都尽量让学生自己主动积极表述，力争让学生在独立思考等生动有趣的活动中丰富体验，获取知识，教师始终处于主导地位，教师根据本节课的教学

内容和学生特点，结合学生现有的认知和理解水平，有明确集中的教学目标，灵活恰当的教学方法，并在必要之处作适当设疑点拔，引导学生发现问题，解决疑点。 3、有效地进行教学调控，教师对调控能力较高，体现在有效地根据学习内容和任务处理教材，教学环节紧凑，教学容量恰当，有效地组织学生进行启发式教学，教学语言准确、亲切，教态自然，整个节的的时间分配基本合理，重点概念电势差，电势突出，祥略得当。 由于课堂教学有着不同的活动形式和评价标准，这也决定着赏评一堂课时，个人有不同的评价标准。对于这堂课我个人认为课堂教学可以更接近实际生活，体现出从生活走向物理，从物理走向社会这一理念，可以列举出更多的生活实例，如跨步电压触电的现象等。 总之本节课充分运用了类比的研究方法，启发式教学，体现了“教师为主导，学生为主体”，不失为一节成功的课例。

带电粒子在均匀电磁场中的运动

目 录 一、引言 ........................................................................................ 1 二、认识等离子体 ........................................................................ 1 三、单粒子轨道运动 .................................................................... 5 3.1带电粒子在均匀电场中的运动学特性 .. (5) 3.1.10v 与E 垂直或平行时带电粒子的运动轨迹 (5) 3.1.20v 与E 成任一夹角时带电粒子的运动轨迹 (5) 3.2带电粒子在均匀磁场中的运动学特性 .......................... 6 3.2.1洛伦兹力 .. (6) 3.2.2粒子的初速度0v 垂直于B ...................................... 7 3.2.3粒子的初速度0v 与B 成任一夹角时 (8) 3.3带电粒子在均匀电磁场中的运动学特性 (10) 3.3.10v 、E 和B 两两相互垂直 (10) 3.3.20v 与E 成任一夹角，B 垂直它们构成的平面 (12) 四、小结 ...................................................................................... 16 参考文献 .. (16)

带电粒子在磁场中运动的多解问题

带电粒子在磁场中运动的多解问题 1．带电粒子电性不确定形成多解：受洛伦兹力作用的带电粒子，由于电性不同，当速度相同时，正、负粒子在磁场中运动轨迹不同，形成多解． 如图1甲所示，带电粒子以速度v垂直进入匀强磁场，如带正电，其轨迹为a，如带负电，其轨迹为b. 图1 2．磁场方向不确定形成多解：有些题目只已知磁感应强度的大小，而不知其方向，此时必须要考虑磁感应强度方向不确定而形成的多解． 如图乙所示，带正电粒子以速度v垂直进入匀强磁场，如B垂直纸面向里，其轨迹为a，如B垂直纸面向外，其轨迹为b. 3．临界状态不唯一形成多解：带电粒子在洛伦兹力作用下飞越有界磁场时，由于粒子运动轨迹是圆弧状，因此，它可能穿过磁场飞出，也可能转过180°从入射界面这边反向飞出，从而形成多解，如图2甲所示． 图2 4．运动的周期性形成多解：带电粒子在部分是电场、部分是磁场的空间运动时，运动往往具有往复性，从而形成多解，如图乙所示． 典例1(多选)如图17所示，垂直于纸面向里的匀强磁场分布在正方形abcd区域内，O点是cd边的中点．一个带正电的粒子仅在磁场力的作用下，从O点沿纸面以垂直于cd边的速度射入正方形内，经过时间t0后刚好从c点射出磁场．现设法使该带电粒子从O点沿纸面以与Od成30°角的方向，以大小不同的速率射入正方形内，那么下列说法中正确的是()

图17 A ．若该带电粒子在磁场中经历的时间是53t 0，则它一定从cd 边射出磁场 B ．若该带电粒子在磁场中经历的时间是23 t 0，则它一定从ad 边射出磁场 C ．若该带电粒子在磁场中经历的时间是54 t 0，则它一定从bc 边射出磁场 D ．若该带电粒子在磁场中经历的时间是t 0，则它一定从ab 边射出磁场 答案 AC 解析 如图所示，作出刚好从ab 边射出的轨迹①、刚好从bc 边射出的轨 迹②、从cd 边射出的轨迹③和刚好从ad 边射出的轨迹④.由从O 点沿纸面 以垂直于cd 边的速度射入正方形内，经过时间t 0后刚好从c 点射出磁场可 知，带电粒子在磁场中做圆周运动的周期是2t 0.可知，从ad 边射出磁场经历的时间一定小于13t 0；从ab 边射出磁场经历的时间一定大于等于13t 0，小于56 t 0；从bc 边射出磁场经历的时间一定大于等于56t 0，小于43t 0；从cd 边射出磁场经历的时间一定是53 t 0. 典例2 如图18所示，在坐标系xOy 中，第一象限内充满着两个匀强磁场a 和b ，OP 为分界线，在磁场a 中，磁感应强度为2B ，方向垂直于纸面向里，在磁场b 中，磁感应强度为B ，方向垂直于纸面向外，P 点坐标为(4l,3l )．一质量为m 、电荷量为q 的带正电粒子从P 点沿y 轴负方向射入磁场b ，经过一段时间后，粒子恰能经过原点O ，不计粒子重力．求： 图18 (1)粒子从P 点运动到O 点的最短时间是多少？ (2)粒子运动的速度可能是多少？ 答案 (1)53πm 60qB (2)25qBl 12nm (n ＝1,2,3，…)

带电粒子在有界磁场中运动(超经典)

带电粒子在有界磁场中运动的临界问题 “临界问题”大量存在于高中物理的许多章节中， 如“圆周运动中小球能过最高点的速度条 件” “动量中的避免碰撞问题”等等， 这类题目中往往含有“最大”、 “最高”、“至少”、 “恰好”等词语，其最终的求解一般涉及极值，但关键是找准临界状态。带电粒子在有界磁 场中运动的临界问题，在解答上除了有求解临界问题的共性外，又有它自身的一些特点。 、解题方法 画图T 动态分析T 找临界轨迹。 （这类题目关键是作图，图画准了，问题就解决了一大 半，余下的就只有计算了——这一般都不难。 ） 、常见题型 （B 为磁场的磁感应强度，V 。为粒子进入磁场的初速度） r ①旳方向一定，大小不确定一第一类 I 』确宦 < ②V 。犬小 一亦方向不确定——第二类 ■③旳大小、方向都不确定一第三类 分述如下: 第一类问题： 例1如图1所示，匀强磁场的磁感应强度为 B,宽度为d ,边界为CD 和EF 。一电子从 CD 边界 外侧以速率 V 。垂直匀强磁场射入，入射方向与CD 边界夹角为0。已知电子的质量为 m 电荷量为e ,为使电子能从磁场的另一侧 EF 射出，求电子的速率 v o 至少多大？ 2.行不确宦 -①巾确定 ——第四类 {——五类

例2如图3所示，水平线 MN 下方存在垂直纸面向里的磁感应强度为 B 的匀强磁场，在 MN 线上某点O 正下方与之相距 L 的质子源S,可在纸面内360°范围内发射质量为 m 电量 为e 、速度为 V o =BeL / m 的质子，不计质子重力，打在 MN 上的质子在 O 点右侧最远距离 OP ，打在O 点左侧最 远距离 OO 。 分析：首先求出半径得r =L ,然后作出临界轨迹如图 4所示（所有从 S 发射出去的质子 做圆周运动的轨道圆心是在以 S 为圆心、以r =L 为半径的圆上，这类问题可以先作出这一圆 ——就是圆心的集合，然后以圆上各点为圆心，作出一系列动态圆） ，O 諒L , OQL 。 【练习】如图5所示，在屏MN 勺上方有磁感应强度为 B 的匀强磁场，磁场方向垂直纸面 向里。P 为屏上的一小孔，PC 与MN 垂直。一群质量为 m 带电荷量为一q 的粒子（不计重力）， 分析：如图2，通过作图可以看到：随着 界EF 相切，然后就不难解答了。 第二类问题： V o 的增大，圆半径增大，临界状态就是圆与边

关于高级高中物理评课稿

评课 延吉市第二高级中学：韩昌国 11月2日在延吉市2中召开的2011年延边州高考总结分析暨备考会中，延吉市2中洪龙官老师和延边一中郑林虎老师以《磁场对运动电荷的作用》为题做了公开课。这次公开课中我学到了很多东西。下面阐述我对这次公开课的评价。 这2节课通过采用启发式教学不仅使学生掌握了《磁场对运动电荷的作用》及洛伦兹力；理解了洛伦兹力与做功的关系，也培养了学生分析、推理能力，而且还学会了用类比的方法来研究抽象的物理概念、规律，我认为这是一堂充满生命活力的课，是一堂能促进学生全面发展的课，如何采用类比的手段将抽象概念的学习具体化渗透解决问题的思想方法，是我在本节课中学到的东西。本节课经过了精心的安排和设计：首先，从教学设计上看，本节课突现采用类比的手段将让生活走向物理，让物理走向社会的基本理念，面向全体学生。这节课彻底改变了学生被动接受的传统的教学模式，"在探究状态下学习"贯穿整个课堂教学，落实了这些概念的三维目标，突破重难点。其次，从课堂教学来看，老师能很好地把握住教材的要求，始终以引导学生为主，启迪学生思维，渗透物理思维和方法。再则，展示了老师有扎实的基本功，整个课结构严谨，一气呵成，课堂内容丰富充实，老师对课堂的驾驭能力在本节课堂上也发挥得淋漓尽致。 本节课的具体亮点具体体现在以下几个方面：1、有效地为学生提供充分的思考，学习时机。2、充分利用教学素材，启迪思维，教师在主导作用和学生的主体作用得到发挥。3、有效地进行教学调控。教师对调控能力较高，体现在有效地根据学习内容和任务处理教材，教学环节紧凑，教学容量恰当，有效地组织学生进行启发式教学，教学语言准确、亲切，教态自然，整个节的的时间分配基本合理，重点《磁场对运动电荷的作用》中洛伦兹力突出，祥略得当。由于课堂教学有着不同的活动形式和评价标准，这也决定着赏评一堂课时，个人有不同的评价标准。对于这堂课我个人再提几个思考建议：1、课堂时间分布直接影响到学生的学习兴趣，对教学的完成是一个不可缺少的环节，教师在讲授一堂课时要控制好各个环节时间分配，本教师讲得太多，导致小结流于形式，更没有留时间学生消化思考巩固。2、在新课程理念背景下，教学过程不仅是学生掌握基础知识，基本技能和发展思维的过程，而且是师生互动生生互动共同发展的过程，是师生间、生生间"沟通"、"合作"、"对话"、"交往"的过程，本课堂师生互动不很明显，生生互动几乎没有体现，可在一些环节上设置激活课堂，激活学生思维的探究性问题，共同提高学习效益。3、新课程理论下从生活走向物理，从物理走向社会这一理念在整个教学活动中始终面对全体学生，让每一个学生都有收获，都得到成功的体验，充分体现了全面育人的新课标精神。在整个教学活动中很好的实现了情感价值目标，并实施了德育教育，注重了德育教育的实效性。 高中物理评课稿 听了隋老师讲解《电势差》一节内容，收获不少，下面是我对这节课的评课内容： 本节课经过了精心的安排和设计： 1、从教学设计上看，本节课突现采用类比的手段将重力场中的重力、高度差、重力势、重力势能同抽象的电场力、电势差、电势、电势能概念具体化，落实了这些概念的三维目标，突破重难点。 2、从课堂教学来看，老师能很好地把握住教材的要求，始终以引导学生为主，启迪学生思维，渗透物理思维和方法。 3、展示了该老师是有扎实的基本功，整个课结构严谨，一气呵成，课堂内容丰富充实，老师对课堂的驾驭能力在本节课堂上也发挥得淋漓尽致。本节课的具体亮点具体体现在以下几个方面： 1、有效地为学生提供充分的思考，学习时机。上课的教师充分考虑到物理知识自身的特

带电粒子在磁场中的运动解题技巧

带电粒子在磁场中的运动 带电粒子在匀强磁场中作圆周运动的问题是近几年高考的热点，这些考题不但涉及到洛伦兹力作用下的动力学问题，而且往往与平面图形的几何关系相联系，成为考查学生综合分析问题、运用数字知识解决物理问题的难度较大的考题。但无论这类问题情景多么新颖、设问多么巧妙，其关键一点在于规范、准确地画出带电粒子的运动轨迹。只要确定了带电粒子的运动轨迹，问题便迎刃而解。下面举几种确定带电粒子运动轨迹的方法。 一、对称法 带电粒子如果从匀强磁场的直线边界射入又从该边界射出，则其轨迹关于入射点和出射点线段的中垂线对称，且入射速度方向与出射速度方向与边界的夹角相等（如图1）；带电粒子如果沿半径方向射入具有圆形边界的匀强磁场，则其射出磁场时速度延长线必过圆心（如图2）。利用这两个结论可以轻松画出带电粒子的运动轨迹，找出相应的几何关系。 例1．如图3所示，直线MN上方有磁感应强度为B的匀强磁场。正、负电子同时从同一点O以与MN成30°角的同样速度v射入磁场（电子质量为m，电荷为e），它们从磁场中射出时相距多远？射出的时间差是多少？ 解析：正、负电子的半径和周期是相同的。只是偏转方向相反。先确定圆心，画出半径和轨迹（如图4），由对称性知：射入、射出点和圆心恰好组成正三角形。所以两个射出点 相距s=2r=，由图还看出经历时间相差，所以解此题的关键是找圆心、找半径和用对称。

例2．如图5所示，在半径为r的圆形区域内，有一个匀强磁场。一带电粒子以速度v0从M点沿半径方向射入磁场区，并由N点射出，O点为圆心。当∠MON＝120°时，求：带电粒子在磁场区的偏转半径R及在磁场区中的运动时间。 解析：分别过M、N点作半径OM、ON的垂线，此两垂线的交点O'即为带电粒子作圆周运动时圆弧轨道的圆心，如图6所示。 由图中的几何关系可知，圆弧MN所对的轨道圆心角为60°，O、O'的边线为该圆心角的角平分线，由此可得带电粒子圆轨道半径为R=r/tan30°= 又带电粒子的轨道半径可表示为：故带电粒子运动周期： 带电粒子在磁场区域中运动的时间 二、旋转圆法 在磁场中向垂直于磁场的各个方向发射速度大小相同的带电粒子时，带电粒子的运动轨迹是围绕发射点旋转的半径相同的动态圆（如图7），用这一规律可快速确定粒子的运动轨迹。

带电粒子在有界磁场中运动(超经典)..

带电粒子在有界磁场中运动的临界问题 “临界问题”大量存在于高中物理的许多章节中，如“圆周运动中小球能过最高点的速度条件”“动量中的避免碰撞问题”等等，这类题目中往往含有“最大”、“最高”、“至少”、“恰好”等词语，其最终的求解一般涉及极值，但关键是找准临界状态。带电粒子在有界磁场中运动的临界问题，在解答上除了有求解临界问题的共性外，又有它自身的一些特点。 一、解题方法 画图→动态分析→找临界轨迹。（这类题目关键是作图，图画准了，问题就解决了一大半，余下的就只有计算了──这一般都不难。） 二、常见题型（B为磁场的磁感应强度，v0为粒子进入磁场的初速度） 分述如下： 第一类问题： 例1 如图1所示，匀强磁场的磁感应强度为B，宽度为d，边界为CD和EF。一电子从CD边界外侧以速率v0垂直匀强磁场射入，入射方向与CD边界夹角为θ。已知电子的质量为m，电荷量为e，为使电子能从磁场的另一侧EF射出，求电子的速率v0至少多大？

分析：如图2，通过作图可以看到：随着v0的增大，圆半径增大，临界状态就是圆与边界EF相切，然后就不难解答了。 第二类问题： 例2如图3所示，水平线MN下方存在垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，在MN线上某点O正下方与之相距L的质子源S，可在纸面内360°范围内发射质量为m、电量为e、速度为v0=BeL/m的质子，不计质子重力，打在MN上的质子在O点右侧最远距离OP=________，打在O点左侧最远距离OQ=__________。 分析：首先求出半径得r=L，然后作出临界轨迹如图4所示（所有从S发射出去的质子做圆周运动的轨道圆心是在以S为圆心、以r=L为半径的圆上，这类问题可以先作出这一圆 ──就是圆心的集合，然后以圆上各点为圆心，作出一系列动态圆），OP=，OQ=L。 【练习】如图5所示，在屏MN的上方有磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。P为屏上的一小孔，PC与MN垂直。一群质量为m、带电荷量为－q的粒子（不计重力），

高中物理说课稿(共7篇)

篇一：高中物理说课稿：《机械能守恒定律》说课稿范文 好学教育： 高中物理说课稿：《机械能守恒定律》 我说课的题目是 "机械能守恒定律 "，选自高一物理必修 2的第7章第 8节，下面我对这节课分六部分进行说明：学情分析、教材分析、设计思想、学法指导、教学方法、教学过程和设计意图。 一、学情分析 学生已经在初中学习过有关机械能的基本概念，对"机械能 "并不算陌生，接受起来相对轻松。 通过前几节内容的学习，同学们对 "机械能 "这一概念较初中有了更深认识，在此基础上学习机械能守恒定律学生比较容易理解。 二、教材分析 （一）教材所处的地位和作用本节课是本章的重点内容，要求学生能初步掌握机械能守恒定律的内容并能用来解决一些简单问题。机械能守恒条件的判定、机械能守恒定律的应用，是教学的重点。运用机械能守恒定律解答相关的问题，这一内容在整个高中力学中又起着承前启后的作用，在物理学理论和应用方面十分重要，不同运动形式的转化和守恒的思想能指引我们揭露自然规律、取得丰硕成果。但这种思想和有关的概念、规律，由于其抽象性强，学生不易理解、掌握。学生要真正的掌握和灵活运用还是很困难。机械能守恒定律的探究建立在前面所学知识的基础上，教材上通过多个具体实例，先猜测动能和势能的相互转化的关系，引出对机械能守恒定律及守恒条件的探究，联系重力势能和重力做功及弹性势能与弹力做功的关系的学习，由定性分析到定量计算，逐步深入，最后得出结论，并通过应用使学生领会定律在解决实际问题时的优越性。在教学设计时，力图通过生活实例和物理实验，展示相关情景，激发学生的求知欲，引出对机械能守恒定律的探究，体现从"生活走向物理"的理念，通过建立物理模型，由浅入 深进行探究，让学生领会科学的研究方法，并通过规律应用巩固知识，体会物理规律对生活实践的作用。（二）教学目标的确定依据根据教材特点（注重思想性、探究性、逻辑性、方法性和哲理性）和学生的特点以及高中新课程的总目标（进一步提高科学素养，满足全体学生终身发展需求）和理念（探究性、主体性、发展性、和谐性）和三维教学目标（知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观）的要求特制定教学目标。 （三）教学目标 1．知识与技能 2．（1）知道什么是机械能。 好学教育： （2）知道物体的动能和势能可以相互转化。 （3）理解机械能守恒定律的内容。 （4）掌握机械能守恒的条件。 （5）学会在具体问题中，能判定机械能是否守恒，并能列出机械能守恒的方程式。 （ 6）初步学会从能量转化和守恒的观点来解释物理现象，分析问题的方法，提高运用所学知 识综合分析、解决问题的能力。 2．过程与方法 （1）学会在具体的问题中判定物体的机械能是否守恒； （2）初步学会从能量转化和守恒的观点来解释物理现象，分析问题。 3．情感、态度与价值观 （1）培养学生发现和提出问题，并利用已有知识探索学习新知识的能力。 （2）通过教学过程中各个教学环节的设计，如：观察、实验等，充分调动学生的积极性，激发学生的学习兴趣。

带电粒子在磁场中的运动习题含答案

带电粒子在磁场中的运动 练习题 1. 如图所示，一个带正电荷的物块m 由静止开始从斜面上A 点下滑，滑到水平面BC 上的D 点停下来．已知物块与斜面及水平面间的动摩擦因数相同，且不计物块经过B 处时的机械能损失．先在ABC 所在空间加竖直向下的匀强电场，第二次让物块m 从A 点由静止开始下滑，结果物块在水平面上的D′点停下来．后又撤去电场，在ABC 所在空间加水平向里的匀强磁场，再次让物块m 从A 点由静止开始下滑，结果物块沿斜面滑下并在水平面上的D″点停下来．则以下说法中正确的是( ) A ．D′点一定在D 点左侧 B ．D′点一定与D 点重合 C ．D″点一定在 D 点右侧 D ．D″点一定与D 点重合 2. 一个质量为m 、带电荷量为+q 的圆环，可在水平放置的足够长的粗 糙细杆上滑动，细杆处于磁感应强度为B 的匀强磁场中．现给圆环向右初速度v 0，A ． B ． C ． D ． 子从ad 的中点垂直于电场和磁场方向射入，恰沿直线从bc 边的中点P 射出，若撤去磁场，则粒子从c 点射出；若撤去电场，则粒子将（重力不计）（ ） A ．从b 点射出 B ．从b 、P 间某点射出 C ．从a 点射出 D ．从a 、b 间某点射出 4. 如图所示，在真空中匀强电场的方向竖直向下，匀强磁场的方向垂直纸面向里，三个油滴a 、b 、c 带有等量同种电荷，其中a 静止，b 向右做匀速运动，c 向左匀速运动，比较它们的重力Ga 、Gb 、Gc 的大小关系，正确的是（ ） A ．Ga 最大 B ．Gb 最大 C ．Gc 最大 D ．Gb 最小 5. 如图所示，圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子以速度v 从A 点沿直径AOB 方向射入磁场，经过Δt 时间从C 点射出磁场，OC 与OB 成60°角。现将带电粒子的速度变为v /3，仍从A 点射入磁场，不计重力，则粒子在磁场中的运动时间变为 ( ) A.t ?2 1 B. t ?2 C. t ?3 1 D. t ?3 6. 如图所示，在xOy 平面内存在着磁感应强度大小为B 的匀强磁场，第一、二、四象限内的磁场方向垂直纸面向里，第三象 限内的磁场方向垂直纸面向外．P (－L 2,0)、Q (0，－L 2)为坐标轴上的两个

解决带电粒子在有界磁场中运动的临界问题的两种方法

解决带电粒子在有界磁场中运动的临界问题的两种方法 此类问题的解题关键是寻找临界点，寻找临界点的有效方法是： ①轨迹圆的缩放： 当入射粒子的入射方向不变而速度大小可变时，粒子做圆周运动的圆心一定在入射点所受洛伦兹力所表示的射线上，但位置（半径R）不确定，用圆规作出一系列大小不同的轨迹图，从圆的动态变化中即可发现“临界点”. 例1一个质量为m，带电量为+q的粒子（不计重力）， 从O点处沿+y方向以初速度射入一个边界为矩形的匀强 磁场中，磁场方向垂直于xy平面向里，它的边界分别是 y=0,y=a,x=-1.5a,如图所示，那么当B满足条件_________ 时，粒子将从上边界射出：当B满足条件_________时， 粒子将从左边界射出：当B满足条件_________时，粒子 将从下边界射出： 例2 如图9-8所示真空中宽为d的区域内有强度为B的匀强磁场方向如图，质量m带电-q的粒子以与CD成θ角的速度V0垂直射入磁场中。要使粒子必能从EF射出，则初速度V0应满足什么条件？EF上有粒子射出的区域？ 【审题】如图9-9所示，当入射速度很小时电子会在磁场中转动一段圆弧后又从同一侧射出，速率越大，轨道半径越大，当轨道与边界相切时，电子恰好不能从另一侧射出，当速率大于这个临界值时便从右边界射出，依此画出临界轨迹，借助几何知识即可求解速度的临界值；对于射出区域，只要找出上下边界即可。 【解析】粒子从A点进入磁场后受洛伦兹力作匀速圆周运动，要使粒子必能从EF射出，则 相应的临界轨迹必为过点A并与EF相切的轨迹如图9-10所示，作出A、P点速度的垂线相交于O/即为该临界轨迹的圆心。 临界半径R0由 d Cosθ R R0 = + 有: θ + = Cos 1 d R0 ； 故粒子必能穿出EF的实际运动轨迹半径R≥R0 即: θ + ≥ = Cos 1 d qB mv R0 有: ) Cos 1( m qBd v0 θ + ≥ 。 图9-8 图9-9 图 9-10

高中物理带电粒子在磁场中的运动知识点汇总

难点之九：带电粒子在磁场中的运动 一、难点突破策略 （一）明确带电粒子在磁场中的受力特点 1. 产生洛伦兹力的条件： ①电荷对磁场有相对运动．磁场对与其相对静止的电荷不会产生洛伦兹力作用． ②电荷的运动速度方向与磁场方向不平行． 2. 洛伦兹力大小： 当电荷运动方向与磁场方向平行时，洛伦兹力f=0； 当电荷运动方向与磁场方向垂直时，洛伦兹力最大，f=qυB ； 当电荷运动方向与磁场方向有夹角θ时，洛伦兹力f= qυB ·sin θ 3. 洛伦兹力的方向：洛伦兹力方向用左手定则判断 4. 洛伦兹力不做功． （二）明确带电粒子在匀强磁场中的运动规律 带电粒子在只受洛伦兹力作用的条件下： 1. 若带电粒子沿磁场方向射入磁场，即粒子速度方向与磁场方向平行，θ＝0°或180°时，带电粒子粒子在磁场中以速度υ做匀速直线运动． 2. 若带电粒子的速度方向与匀强磁场方向垂直，即θ＝90°时，带电粒子在匀强磁场中以入射速度υ做匀速圆周运动． ①向心力由洛伦兹力提供： R v m qvB 2 = ②轨道半径公式： qB mv R = ③周期： qB m 2v R 2T π=π= ，可见T 只与q m 有关，与v 、R 无关。 （三）充分运用数学知识（尤其是几何中的圆知识，切线、弦、相交、相切、磁场的圆、轨迹的圆）构建粒子运动的 物理学模型，归纳带电粒子在磁场中的题目类型，总结得出求解此类问题的一般方法与规律。 1. “带电粒子在匀强磁场中的圆周运动”的基本型问题 （1）定圆心、定半径、定转过的圆心角是解决这类问题的前提。确定半径和给定的几何量之间的关系是解题的基础， 有时需要建立运动时间t 和转过的圆心角α之间的关系（ T 2t T 360t πα=α= 或）作为辅助。圆心的确定，通常有以下 两种方法。 ① 已知入射方向和出射方向时，可通过入射点和出射点作垂直于入射方向和出射方向的直线，两条直线的交点就是圆弧轨道的圆心（如图9-1中P 为入射点，M 为出射点）。 ② 已知入射方向和出射点的位置，可以通过入射点作入射方向的垂线，连接入射点和出射点，作其中垂线，这两条垂线的交点就是圆弧轨道的圆心（如图9-2,P 为入射点，M 为出射点）。 （2）半径的确定和计算：利用平面几何关系，求出该圆的可能半径或圆心角。并注意以下两个重要的特点： 图9-1 图9-2 图9-3

高中物理评课

评课 延吉市第二高级中学：韩昌国11月2日在延吉市2中召开的2011年延边州高考总结分析暨备考会中，延吉市2中洪龙官老师和延边一中郑林虎老师以《磁场对运动电荷的作用》为题做了公开课。这次公开课中我学到了很多东西。下面阐述我对这次公开课的评价。 这2节课通过采用启发式教学不仅使学生掌握了《磁场对运动电荷的作用》及洛伦兹力；理解了洛伦兹力与做功的关系，也培养了学生分析、推理能力，而且还学会了用类比的方法来研究抽象的物理概念、规律，我认为这是一堂充满生命活力的课，是一堂能促进学生全面发展的课，如何采用类比的手段将抽象概念的学习具体化渗透解决问题的思想方法，是我在本节课中学到的东西。本节课经过了精心的安排和设计：首先，从教学设计上看，本节课突现采用类比的手段将让生活走向物理，让物理走向社会的基本理念，面向全体学生。这节课彻底改变了学生被动接受的传统的教学模式，“在探究状态下学习”贯穿整个课堂教学，落实了这些概念的三维目标，突破重难点。其次，从课堂教学来看，老师能很好地把握住教材的要求，始终以引导学生为主，启迪学生思维，渗透物理思维和方法。再则，展示了老师有扎实的基本功，整个课结构严谨，一气呵成，课堂内容丰富充实，老师对课堂的驾驭能力在本节课堂上也发挥得淋漓尽致。 本节课的具体亮点具体体现在以下几个方面：1、有效地为学生提供充分的思考，学习时机。2、充分利用教学素材，启迪思维，教师在主导作用和学生的主体作用得到发挥。3、有效地进行教学调控。教师对调控能力较高，体现在有效地根据学习内容和任务处理教材，教学环节紧凑，教学容量恰当，有效地组织学生进行启发式教学，教学语言准确、亲切，教态自然，整个节的的时间分配基本合理，重点《磁场对运动电荷的作用》中洛伦兹力突出，祥略得当。 由于课堂教学有着不同的活动形式和评价标准，这也决定着赏评一堂课时，个人有不同的评价标准。对于这堂课我个人再提几个思考建议：1、课堂时间分布直接影响到学生的学习兴趣，对教学的完成是一个不可缺少的环节，教师在讲授一堂课时要控制好各个环节时间分配，本教师讲得太多，导致小结流于形式，更没有留时间学生消化思考巩固。2、在新课程理念背景下，教学过程不仅是学生掌握基础知识，基本技能和发展思维的过程，而且是师生互动生生互动共同发展的过程，是师生间、生生间“沟通”、“合作”、“对话”、“交往”的过程，本课堂师生互动不很明显，生生互动几乎没有体现，可在一些环节上设置激活课堂，激活学生思维的探究性问题，共同提高学习效益。3、新课程理论下从生活走向物理，从物理走向社会这一理念在整个教学活动中始终面对全体学生，让每一个学生都有收获，都得到成功的体验，充分体现了全面育人的新课标精神。在整个教学活动中很好的实现了情感价值目标，并实施了德育教育，注重了德育教育的实效性。