选修3-1《9带电粒子在电场中的运动》优质课教案设计

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1.分析带电粒子在电场中的加速和偏转问题

2.带电粒子在分立的电磁场中的连续运动和周期性运动值得关注。此类问题常以非选择题形式考查。

3.带电粒子在磁场和电场、磁场和重力场以及磁场、电场、重力场所形成的复合场问题，也是考查的重点。多见于带电粒子在复合场做匀速直线运动、匀速圆周运动等。一般以非选择题形式出现。该专题在教学过程中首先从2009年全国范围内选取了典型的高考原题，实施分步引导，分步分析，分步作答。本节虽然具有一定的难度，但是仍然作为面向全体同学的基础性高考性质的复习，在教学过程中必须做一定的铺垫，在旧基础中求新提高，在旧题型中悟新技能，为学生深入的理解带电粒子在复合场中的运动的基本思路和方法，为学生建立场的思想、运动分解的思想去分析和认识复杂和未知的运动形式。

2.学生分析：

学生在新课学习和高三第一轮复习过程中，较为熟悉有关带电粒子在复合场中的运动的基本知识点，基本的解题方法和解题思路，并且进行了大量的技能练习和讨论，个别学生具有较高的认知水平。但是对于大多数学生来说，本专题所涉及的各方面的问题仍然比较多，对他们进行适合其认知水平的分析和引导，提升对本专题的认识高度，提升全体学生对于本专题知识和技能、方法掌握的整体认知水平和能力，争取高考过程中不得分的得分，得分的多得分，多得分的得满分，各层次学生各有所突破。

教学目标：

1.知识与技能:

(1).握带电粒子在复合场中的受力情况，能准确地分析带电粒子的运动状态及其变化过程。

(2).能熟练运用动力学观点及能量观点来分析解决带电粒子在复合场中运动的有关问题。

(3).理解速度选择器，质谱仪、回旋加速器、磁流体发电机的构造和工作原理。

2.过程与方法：研究性学习

教学重点：学习带电粒子在复合场中运动问题的解题规律和思路

教学难点：描述粒子的运动轨迹，分析运动过程。

教学过程：

（一）引入新课：

类型一 ：带电粒子在 “叠加式”复合场里的运动 。

（点拨1:即在同一区域内同时有电场和磁场及重力场，对于学生的空间想象和逻辑思维能力要求较高。)

练1（09海南，16）

如图，空间存在匀强电场和匀强磁场，电场方向为y轴正方向，磁场方向垂直于xy平面（纸面）向外，电场和磁场都可以随意加上或撤除，重新加上的电场或磁场与撤除前的一样一带正电荷的粒子从P（ x = o , y = h ）点以一定的速度平行于 x 轴正向入射，这时若只有磁场，粒子将做半径为R0的圆周运动；若同时存在电场和磁场，粒子恰好做直线运动．

现在，只加电场，当粒子从P点运动到x = R0平面（图中虚线所示）时，立即撤除电场同时加上磁场，粒子继续运动，其轨迹与x轴交于M ．不计重力．求：粒子到达x = R0平面时速度方向与x轴的夹角以及粒子到x轴的距离；

类型二 ：带电粒子在 “拼图式”复合场里的运动。

（点拨2：即电场与磁场在时间或者空间上有明显的界线，带电粒子分别在两个区域内做两种不同的运动，即分段运动，该类问题每一段运动又较为清晰易辨，往往这类问题的关键在于分段运动的连接点时的速度，其有承上启下的作用.）

练2（09.全国，25）

如图所示，在坐标系xoy中，过原点的直线OC与x轴正向的夹角φ120°,在OC右侧有一匀强电场：在第二、三象限内有一心强磁场，其上边界与电场边界重叠、右边界为y轴、左边界为图中平行于y轴的虚线，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直抵面向里。一带正电荷q、质量为m的粒子以某一速度自磁场左边界上的A点射入磁场区域，并从O点射出，粒子射出磁场的速度方向与x轴的夹角θ＝30°，大小为v，粒子在磁场中的运动轨迹为纸面内的一段圆弧，且弧的半径为磁场左右边界间距的两倍。粒子进入电场后，在电场力的作用下又由O点返回磁场区域，经过一段时间后再次离开磁场。已知粒子从A点射入到第二次离开磁场所用的时间恰好等于粒子在磁场中做圆周运动的周期。忽略重力的影响。求

（1）粒子经过A点时速度的方向和A点到x轴的距离；