带电粒子在组合场中的运动课件

带电粒子在组合场中的运动年级：高中三年级（下）学科：物理学习目标1、掌握电磁场和重力场中的力的特点与功能关系2、学会通过组合场节点解决具体问题的方法1、什么是组合场一、模型构建静电场与磁场各位于一定的区域内，并不重叠，或在同一区域，静电场、磁场分时间段交替出现。由于基本粒子通常不考虑重力，所以本节课中的组合场仅限于电场和磁场的组合2、分析思路一、模型构建(2)画运动轨迹：

根据受力分析和运动分析，大致画出粒子的运动轨迹图，有利于形象、直观地解决问题。(1)划分过程：

将粒子运动的过程划分为几个不同的阶段，对不同的阶段选取不同的规律处理。(3)找关键：

确定带电粒子在场区边界的速度(包括大小和方向)是解决该类问题的关键。2、分析思路一、模型构建带点粒子在分离的电场、磁场中运动电场中匀变速直线运动方法牛顿运动定律+运动学公式动能定理类平抛运动方法常规分解法特殊分解法功能关系磁场中匀速圆周运动圆周运动公式+牛顿运动定律+几何知识受力分析，找到合力，确定运动参量受力分析，确定研究过程，找到做功的力，确定初末动能初速度水平，以水平方向和竖直方向建立直角坐标系以初速度方向和垂直初速度方向建立直角坐标系动能定理和能量守恒

偏转条件示意图受力情况运动情况运动轨迹电偏转带电粒子以v⊥E进入匀强电场

只受恒定的静电力类平抛运动抛物线磁偏转带电粒子以v⊥B进入匀强磁场

只受大小恒定的洛伦兹力匀速圆周运动圆弧3、常见的基本运动形式一、模型构建

示意图物理规律基本公式做功情况电偏转类平抛运动规律、牛顿第二定律

静电力既改变速度方向，也改变速度大小，对电荷做功磁偏转牛顿第二定律、向心力公式

洛伦兹力只改变速度方向，不改变速度大小，对电荷永不做功3、常见的基本运动形式一、模型构建二、学以致用例题1如图，从离子源产生的甲、乙两种离子，由静止经加速电压U加速后在纸面内水平向右运动，自M点垂直于磁场边界射入匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁场左边界竖直。已知甲种离子射入磁场的速度大小为v1，并在磁场边界的N点射出；乙种离子在MN的中点射出；MN长为L。不计重力影响和离子间的相互作用。求：(1)磁场的磁感应强度大小；(2)甲、乙两种离子的比荷之比。二、学以致用例题1如图，从离子源产生的甲、乙两种离子，由静止经加速电压U加速后在纸面内水平向右运动，自M点垂直于磁场边界射入匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁场左边界竖直。已知甲种离子射入磁场的速度大小为v1，并在磁场边界的N点射出；乙种离子在MN的中点射出；MN长为L。不计重力影响和离子间的相互作用。求：(1)磁场的磁感应强度大小；(2)甲、乙两种离子的比荷之比。vxxxxxxxxxxxxxxxxxxv负电荷

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二、学以致用例题1如图，从离子源产生的甲、乙两种离子，由静止经加速电压U加速后在纸面内水平向右运动，自M点垂直于磁场边界射入匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁场左边界竖直。已知甲种离子射入磁场的速度大小为v1，并在磁场边界的N点射出；乙种离子在MN的中点射出；MN长为L。不计重力影响和离子间的相互作用。求：(1)磁场的磁感应强度大小；(2)甲、乙两种离子的比荷之比。二、学以致用例题2一足够长的条状区域内存在匀强电场和匀强磁场，其在xOy平面内的截面如图所示：中间是磁场区域，其边界与y轴垂直，宽度为L，磁感应强度的大小为B，方向垂直于xOy平面；磁场的上、下两侧为电场区域，宽度均为L′，电场强度的大小均为E，方向均沿x轴正方向；M、N为条形区域边界上的两点，它们的连线与y轴平行。一带正电的粒子以某一速度从M点沿y轴正方向射入电场，经过一段时间后恰好以从M点入射的速度从N点沿y轴正方向射出。不计重力。

(1)定性画出该粒子在电磁场中运动的轨迹；(2)求该粒子从M点射入时速度的大小；(3)若该粒子进入磁场时的速度方向恰好与x轴正方向的夹角为π/6，求该粒子的比荷

及其从M点运动到N点的时间。二、学以致用1、划分过程思路分析电场磁场二、学以致用1、划分过程思路分析2、画出运动轨迹类平抛运动匀速圆周运动恰好以从M点入射的速度从N点沿y轴正方向射出对称性二、学以致用1、划分过程思路分析2、画出运动轨迹恰好以从M点入射的速度从N点沿y轴正方向射出对称性vv

v电偏转：类平抛运动的末速度磁偏转：圆周运动的线速度二、学以致用1、划分过程思路分析2、画出运动轨迹恰好以从M点入射的速度从N点沿y轴正方向射出对称性v电偏转：类平抛运动的末速度磁偏转：圆周运动的线速度二、学以致用例题2一足够长的条状区域内存在匀强电场和匀强磁场，其在xOy平面内的截面如图所示：中间是磁场区域，其边界与y轴垂直，宽度为L，磁感应强度的大小为B，方向垂直于xOy平面；磁场的上、下两侧为电场区域，宽度均为L′，电场强度的大小均为E，方向均沿x轴正方向；M、N为条形区域边界上的两点，它们的连线与y轴平行。一带正电的粒子以某一速度从M点沿y轴正方向射入电场，经过一段时间后恰好以从M点入射的速度从N点沿y轴正方向射出。不计重力。

(1)定性画出该粒子在电磁场中运动的轨迹；(2)求该粒子从M点射入时速度的大小；(3)若该粒子进入磁场时的速度方向恰好与x轴正方向的夹角为π/6，求该粒子的比荷及其从M点运动到N点的时间。二、学以致用例题2一足够长的条状区域内存在匀强电场和匀强磁场，其在xOy平面内的截面如图所示：中间是磁场区域，其边界与y轴垂直，宽度为L，磁感应强度的大小为B，方向垂直于xOy平面；磁场的上、下两侧为电场区域，宽度均为L′，电场强度的大小均为E，方向均沿x轴正方向；M、N为条形区域边界上的两点，它们的连线与y轴平行。一带正电的粒子以某一速度从M点沿y轴正方向射入电场，经过一段时间后恰好以从M点入射的速度从N点沿y轴正方向射出。不计重力。

(1)定性画出该粒子在电磁场中运动的轨迹；(2)求该粒子从M点射入时速度的大小；(3)若该粒子进入磁场时的速度方向恰好与x轴正方向的夹角为π/6，求该粒子的比荷及其从M点运动到N点的时间。由磁场中的几何关系2Rcosθ=l

由电场中的类平抛关系l′=votvcosθ=at

二、学以致用例题2一足够长的条状区域内存在匀强电场和匀强磁场，其在xOy平面内的截面如图所示：中间是磁场区域，其边界与y轴垂直，宽度为L，磁感应强度的大小为B，方向垂直于xOy平面；磁场的上、下两侧为电场区域，宽度均为L′，电场强度的大小均为E，方向均沿x轴正方向；M、N为条形区域边界上的两点，它们的连线与y轴平行。一带正电的粒子以某一速度从M点沿y轴正方向射入电场，经过一段时间后恰好以从M点入射的速度从N点沿y轴正方向射出。不计重力。

(1)定性画出该粒子在电磁场中运动的轨迹；(2)求该粒子从M点射入时速度的大小；(3)若该粒子进入磁场时的速度方向恰好与x轴正方向的夹角为π/6，求该粒子的比荷及其从M点运动到N点的时间。由磁场中的几何关系2Rcosθ=l

由电场中的类平抛关系l′=votvcosθ=at

二、学以致用例题2一足够长的条状区域内存在匀强电场和匀强磁场，其在xOy平面内的截面如图所示：中间是磁场区域，其边界与y轴垂直，宽度为L，磁感应强度的大小为B，方向垂直于xOy平面；磁场的上、下两侧为电场区域，宽度均为L′，电场强度的大小均为E，方向均沿x轴正方向；M、N为条形区域边界上的两点，它们的连线与y轴平行。一带正电的粒子以某一速度从M点沿y轴正方向射入电场，经过一段时间后恰好以从M点入射的速度从N点沿y轴正方向射出。不计重力。

(1)定性画出该粒子在电磁场中运动的轨迹；(2)求该粒子从M点射入时速度的大小；(3)若该粒子进入磁场时的速度方向恰好与x轴正方向的夹角为π/6，求该粒子的比荷及其从M点运动到N点的时间。

vsin

θ=v0

θ=二、学以致用例题2一足够长的条状区域内存在匀强电场和匀强磁场，其在xOy平面内的截面如图所示：中间是磁场区域，其边界与y轴垂直，宽度为L，磁感应强度的大小为B，方向垂直于xOy平面；磁场的上、下两侧为电场区域，宽度均为L′，电场强度的大小均为E，方向均沿x轴正方向；M、N为条形区域边界上的两点，它们的连线与y轴平行。一带正电的粒子以某一速度从M点沿y轴正方向射入电场，经过一段时间后恰好以从M点入射的速度从N点沿y轴正方向射出。不计重力。

(1)定性画出该粒子在电磁场中运动的轨迹；(2)求该粒子从M点射入时速度的大小；(3)若该粒子进入磁场时的速度方向恰好与x轴正方向的夹角为π/6，求该粒子的比荷及其从M点运动到N点的时间。

二、学以致用例题2一足够长的条状区域内存在匀强电场和匀强磁场，其在xOy平面内的截面如图所示：中间是磁场区域，其边界与y轴垂直，宽度为L，磁感应强度的大小为B，方向垂直于xOy平面；磁场的上、下两侧为电场区域，宽度均为L′，电场强度的大小均为E，方向均沿x轴正方向；M、N为条形区域边界上的两点