人教版高中物理必修三 《带电粒子在电场中的运动》PPT优质课件

选修3-1第三章

3.6带电粒子在匀强磁场中的运动

一、教材分析本节课的内容是高考的热点之一，不仅要求学生有很强的分析力和运动关系的能力，还要求学生有一定的平面几何的知识，在教学中要多给学生思考的时间二、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

在匀强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，知道它们与哪些因素有关。

4、了解回旋加速器的工作原理。

（二）过程与方法

通过带电粒子在匀强磁场中的受力分析，灵活解决有关磁场的问

题。

（三）情感、态度与价值观

通过本节知识的学习，充分了解科技的巨大威力，体会科技的创新

与应用历程。三、教学重点难点教学重点

带电粒子在匀强磁场中的受力分析及运动径迹

教学难点

带电粒子在匀强磁场中的受力分析及运动径迹四、学情分析本节教材的内容属于洛仑兹力知识的应用，采用先实验探究，再理论分析与推导的方法。先实验观察再理论论证比较符合一般学生的认知过程，也可降低学习的难度。五、教学方法实验观察法、讲述法、分析推理法六、课前准备1、学生的准备：认真预习课本及学案内容2、教师的准备：洛伦兹力演示仪、电源、多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案七、课时安排：1课时八、教学过程

（一）预习检查、总结疑惑

（二）情景引入、展示目标提问：（1）什么是洛伦兹力？

（2）带电粒子在磁场中是否一定受洛伦兹力？

（3）带电粒子垂直磁场方向进入匀强磁场时会做什么运动呢？

（三）合作探究、精讲点播1、带电粒子在匀强磁场中的运动

介绍洛伦兹力演示仪。如图所示。

引导学生预测电子束的运动情况。

（1）不加磁场时，电子束的径迹；

（2）加垂直纸面向外的磁场时，电子束的径迹；

（3）保持出射电子的速度不变，增大或减小磁感应强度，电子束

的径迹；

（4）保持磁感应强度不变，增大或减小出射电子的速度，电子束

的径迹。

教师演示，学生观察实验，验证自己的预测是否正确。

高中物理必修3带电粒子在电场中的运动选择题专题训练

姓名：__________ 班级：__________考号：__________

一、选择题（共22题）

1、 带电粒子垂直进入匀强电场中偏转时（除电场力外不计其它力的作用）

A．电势能增加，动能增加 B．电势能减小，动能增加

C．电势能和动能都不变 D．上述结论都不正确

2、 下列粒子从静止状态经过电压为的电场加速后，速度最大的是

A.一价氢离子 B.一价氦离子 C.二价氦离子 D.钠离子

3、 下列粒子从静止状态经过电压为U的电场加速后速度最大的是( )

A．质子 B．氘核 C．α粒子 D．钠离子Na＋

4、 图示为一带电粒子在水平向右的匀强电场中运动的一段轨迹，A、B为轨迹上的两点．已知该粒子质量为m、电荷量为q，其在A点的速度大小为vo，方向竖直向上，到B点时速度方向与水平方向的夹角为30°，粒子重力不计．则A、B两点间的电势差为

A． B． C． D．

5、 如图所示，正电子垂直电场方向入射到匀强电场中，不计重力，正电子做

A ．匀速直线运动 B ．匀加速直线运动

C ．向下偏转的曲线运动 D ．向上偏转的曲线运动

6、 如图所示，在两个固定的等量异种电荷的垂直平分线上，有a，b两点，下列正确的是

A．a点电势比b点电势高

B．a，b两点电势等高

C．a，b两点电场强度大小相等

D．无穷远为零电势处，则正电荷在a处电势能大于零

7、 水平放置的平行板电容器电容为C，两板之间的距离为d，极板面积足够大，当其带电

荷量为Q时，沿两板中央水平射人的带电微粒q，恰好能做匀速直线运动，若使电容器带电荷量增大一倍(其它不变)，则该带电微粒从射人电容器到落到极板上所用时间为

A. B. C. D.

8、 图中A、B是一对平行的金属板。在两板间加上一周期为T的交变电压 u，A板的电势ＵＡ=0，Ｂ板的电势ＵＢ随时间的变化规律为：在0～T/2的时间内，ＵＢ=Ｕ0（正的常数）；在T/2～T的时间内，ＵＢ=Ｕ０；在T～3T/2的时间内，ＵＢ=Ｕ０；在3T/2～2T的时间内，ＵＢ=Ｕ０；…。现有一电子从A板的小孔进入两板间的电场区内，设电子的初速度和重力的影响均可忽略。

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《带电粒子在电场中的运动》练习题

一、选择题：

1、两个半径相同的金属球都带电，当它们接触后又分开，再放在原来的位置上，它们之间的相互作用力将（ ）

A、变小 B、不变 C、变大 D、无法确定

2、一带负电小球从空中的a点运动到b点，受重力、空气阻力和电场力作用，重力对小球做功3.5J，小球克服空气阻力做功0.5J，电场力做功1J，则（ ）

A、小球在a点的重力势能比在b点大3.5J

B、小球在a点的机械能比在b点少0.5J

C、小球在a点的电势能比在b点少1J

D、小球在a点的动能比在b点大4J

3、如图在一个静电场中，一个负电荷q受到一个非静电力作用由A点移到B点，则以下说法正确的是 （ ）

A、非静电力做功等于电荷电势能增量和动能增量之和

B、非静电力和电场力做功之和等于电荷电势能增量和动能增量之和

C、电荷克服电场力做功等于电荷电势能的增加量

D、非静电力做功和电场力做功之和等于电荷动能的增量

4、如图A为静止带电体，其电场中有c、d两点，原来静止在c点的质子或氦离子，在电场力的作用下移到d点，若质子的速率为v，则氦离子的速率为（ ）

A、2 B、22 C、2 D、2

5、 如图，带电量为q的负电荷，以初动能Ek从两平行板的正中央沿垂直于电场线方向进入平行板间的匀强电场，恰沿B板边缘飞出电场，且飞出时其动B·

A q·

⊕

A •c •d

A

B 能变为2Ek，则A、B两板间的电势差为（ ）

A、Ek/q，A板电势高 B、Ek/q，B板电势高

C、2Ek/q，A板电势高 D、2Ek/q，B板电势高

6、如图，用细线栓一带负电小球在方向竖直向下的匀强电场中，在竖直面内做圆周运动，电场力大于重力，下列说法正确的是（ ）

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带电粒子在电场中的运动

复习内容：

（一）研究对象：

1. 基本粒子，如粒子、质子、电子、离子等。

2. 带电微粒，如带电液摘、带电尘埃、带电小球等。

二者区别：基本粒子一般不计重力，但仍有质量；而带电微粒的重力一般不能忽略（当mg远小于qE除外）。当然具体问题还需具体分析。

（二）解决方法：

1. 动力学观点：处理问题的要点是注意区分不同的物理过程，弄清在不同物理过程中物体的受力情况及运动性质，并选用相应的物理规律。处理这类问题的规律主要有：牛顿定律与运动学公式相结合，动量定理，动量守恒定律。

2. 功能观点：对于有变力参加作用的带电体运动（非匀强电场），必须借助于功能观点来处理，即使都是恒力作用问题，用功能观点处理也常常显得简洁。具体方法常用的有两种：动能定理、能量转化和守恒定律。这里需要注意电场力做功与路径无关，电场力做功应和重力做功类比。

(三)带电粒子在电场中的直线运动

带电粒子粒子作直线运动，可分为直线加速，直线减速，往返运动，进两步退一步的直线运动，如果在交变电场中，粒子的运动显得非常复杂，要严格根据牛顿第二定律的规律和性质来处理。

例1 如图所示，在a点由静止释放一个质量为m,电荷量为q的带电小球，粒子到达b点时速度恰好为零，设ab所在的电场线竖直向下，a、b间的高度差为h，则（ABC）

A.带电粒子带负电；

B.a、b两点间的电势差Uab=mgh/q;

C.b点场强大于a点场强；

D.a点场强大于b点场强.

解析：带电粒子由a到b的过程中，重力做正功，而动能没有增大，说明电场力做负功。根据动能定理有：mgh-qUab=0,解得a、b两点间电势差为Uab=mgh/q.

因为a点电势高于b点电势，Uab>0,所以粒子带负电，选项AB皆正确。

带电粒子由a到b运动过程中，在重力和电场力共同作用下，先加速运动后减速运动；因为重力为恒力，所以电场力大小先小于重力，再大于重力，电场力越来越大；由此可见b点场强大于a点场强。选项C正确，D错误。