带电粒子在电磁场中的运动(教案)

带电粒子在电磁场中的运动

一、教学内容分析

带电粒子在场中的运动（重力场、电场、磁场）问题，由于涉及的知识点众多，要求的综合能力较高，因而是历年来高考的热点内容。本专题综合性强，理论分析要求高，带电粒子的加速是电场的能的性质的应用；带电粒子的偏转则侧重于电磁场的力的性质，通过类比恒力作用下的曲线运动（平抛运动），变力作用下的圆周运动，理论上探究带电粒子在电磁场中偏转的规律。此外专题既包含了电磁场的基本性质，又要运用直线和曲线运动的规律，还涉及到能量的转化和守恒，有关类比和建模等科学方法的应用也比较典型。探究带电粒子的加速和偏转的规律，只要做好引导，学生自己是能够完成的，而且可以提高学生综合分析问题的能力。

二、学生学情分析

学生通过总复习基本掌握了几个基本的运动，即直线运动中的加速、减速、往返运动，曲线运动中的平抛运动、圆周运动、匀速圆周运动进行初步综合巩固和加深，同时将力学基本定律，即牛顿第二定律、动能定理、机械能守恒定律、能量守恒定律等进行综合运用。在必修内容复习中，已初步形成一定的综合分析能力。

三、设计思想

以建构主义思想为指导，从一砖一瓦到高楼大厦。从已知到未知，从简单到复杂，以“场”

为主线，串通整节课，轻松有趣，层次分明清晰，简洁易懂。有助学生思维的训练，从而形

成物理知识体系。问题情景的创设简洁有效地激发疑问，本节引入以身边地球的场引入，在

极短时间内有效激发学生兴趣，接着过渡到极光现象，更加精彩，从而深入探索带电粒子的

运动问题，最后，在不同场中运动分析，理论综合应用，实际应用讨论。从开始到结束一气

呵成，以场的演变过程，构成逻辑主线。中间穿插学生动手探究练习，以及全体学生讨论问

题，实现师生互动、生生互动，有效提高课堂效率。

四、教学目标

（一）、知识与技能

1、理解带电粒子在电磁场中的运动规律，并能分析解决加速和偏转方向的问题，圆周运动。

2、知道几种常见仪器的构造和基本原理。

（二）、过程与方法

通过带电粒子在电磁场中加速、偏转、圆周运动过程分析，培养学生的综合分析、推理能力。

（三）、情感态度与价值观

通过知识的应用，培养学生热爱科学的精神。

五、教学重点、难点

1、重点：带电粒子在场中的运动规律

2、难点：运用电磁学知识和力学知识综合处理复杂问题

六、教学方法

讲授法、归纳法、互动探究法

七、教学准备

1．学生的学习准备：复习牛顿第二定律，动能定理，抛体运动，圆周运动的相关知识点。2．教师的教学准备：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。3．教具：多媒体课件

八、课时安排

1课时

九、教学过程设计

教学程序老师活动学生活动设计意图

一、

情景创设

我们知道，地球是个重力场，

同时也是个电磁场，来自外层空间

的带电粒子一旦进入地球磁场，其

中一些粒子，在地球磁极附近运动

的带电粒子，会产生“极光”。

观察思考

问题：带电粒子在重力场电

磁场中将做什么运动呢？

激发学生

学习兴趣，

产生求知

欲望和探

究热情。

二、

新课教学（一）、学习目标

１、基础知识场

２、理论分析

一、带电粒子在复合场中做直线

运动；

二、带电粒子在复合场中的曲线

运动；

三、带电粒子在组合场中的分阶

段运动；

３、实际应用

明确学习目标，形成有效的

学习过程。

目标导学，

有的放矢。

（二）、完成目标一、带电粒子在复合场中做直线

运动

1．带电粒子在复合场中做匀速

直线运动

粒子所受合外力为零时，所处状

态一定静止或匀速直线运动。

类型一：粒子运动方向与磁场平

行时（洛伦兹力为零），电场力

与重力平衡，做匀速直线运动。

类型二：粒子运动方向与磁场垂

直时，洛伦兹力、电场力与重力

平衡，做匀速直线运动。正确画

出受力分析图是解题的关键。

2．带电粒子在复合场中做变速

直线运动

类型一：如果粒子在复合场中受

轨道、支撑面、轻绳或轻杆等有

形的约束时，可做变速直线运

动。解题时只要从受力分析入

手，明确变力、恒力及做功等情

况，就可用动能定理、牛顿运动

定律、运动学相关知识进行求

解。

类型二：在无有形约束条件下，

粒子受洛伦兹力、电场力、重力

作用下，使与速度平行的方向上

合力不等于零，与速度垂直的方

向上合力等于零，粒子将做匀变

速直线运动。明确这一条件是解

1.如图所示，套在很长的绝缘

直棒上的小球，质量为m，带电

量为+q，小球可在直棒上滑动，

将此棒竖直放在互相垂直，且沿

水平方向的匀强磁场中，电场强

度为E，磁场强度为B，小球与

棒的动摩擦因素为μ，求：小球

由静止沿棒下落的最大加速度

和最大速度（设小球电量不变）

2.在如图所示的直角坐标系中，

坐标原点O处固定有正点电荷，

另有平行于y轴的匀强磁场。一

个质量为m、带电量+q的微粒，

恰能以y轴上点为圆

心作匀速圆周运动，其轨迹平面

与x O z平面平行，角速度为，

旋转方向如图中箭头所示。试求

匀强磁场的磁感应强度大小和

方向？

建立模型

理清思路，

为理论探

究打好基

础。

调动积极

性，体验获

取新知识

的方法。提

高分析问

题能力。

强化对规

律的理解，

进一步巩

固，学会求

解方法，不

去死记结

论律。