高二物理选择性必修2优质课公开课导学案1.3洛伦兹力的应用（第三课时）.doc

高二物理学案（鲁科版选择性必修二）班级：___________姓名：学号：

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1.3洛伦兹力的应用（第三课时）

【学习目标】

1.会分析带电粒子在叠加场与交变场中的运动问题．

2.学会利用等效法等方法分析叠加场。

3.熟练掌握一些特殊运动的条件。

【课上探究】

知识点1：叠加场

思考与交流

1、解决叠加场问题的关键是什么？

2、带电粒子在电场磁场中的受力与哪些因素有关？什么情况下考虑粒子的重力？

总结与提升

带点粒子在叠加场中的运动本质是力学问题

1、带电粒子在电场、磁场和重力场等共存的复合场中的运动，其受力情况和运动图景都比较复杂，但其本质是力学问题，应按力学的基本思路，运用力学的基本规律研究和解决此类问题．

2、分析带电粒子在复合场中的受力时，要注意各力的特点，如带电粒子无论运动与否，在重力场中所受重力及在匀强电场中所受的电场力均为恒力，而带电粒子在磁场中只有运动（且速度不与磁场平行）时才会受到洛仑兹力，力的大小随速度大小而变，方向始终与速度垂直，故洛仑兹力对运动电荷只改变粒子运动的方向，不改变大小．

练习与拓展

例1、如图所示，内壁光滑的绝缘管做成的圆环半径为R，位于竖直平面内。管的内径远小于R，以环的圆心为原点建立平面坐标系xoy，在第四象限加一竖直向下的匀强电场，其它象限加垂直环面向外的匀强磁场。一电荷量为+q、质量为m的小球在管内从b点由时静止释放，小球直径略小于管的内径，小球可视为质点。要使小球能沿绝缘管做圆周运动通过最高点a。

(1）电场强度至少为多少？

(2）在（1）问的情况下，要使小球继续运动，第二次通过最高点a时，小球对绝缘管恰好无压力，匀强磁场的磁感应强度多大？（重力加速度为g)

例2、如图所示，直线PO与轴成角，轴上方有水平向右的匀强电场，下方有竖直向下的匀强电场，已知电场强度N/C，轴下方还有垂直纸面向外的匀强磁场，磁场的磁感应强度B=10T。现有一质量的带负电微粒，电荷量。微粒由P点无初速度释放，PO间距离（取），求：

（1）微粒刚进入磁场区域时的速度的大小（2）微粒第一次在磁场中运动的时间和位移L

例3、如图所示，xOy坐标系位于竖直平面内，在x0的区域内存在电场强度大小（g为重力加速度）、方向沿y轴正方向的匀强电场和磁感应强度大小为B、方向垂直坐标平面向外的匀强磁场；在xO的区域内存在电场强度大小E2=2E1、方向沿y轴正方向的匀强电场。某时刻，在第三象限的N点以大小为的初速度沿x轴负方向射出质量为m、带电荷量为+q的小球甲，小球甲从y轴上的P点（图中未画出）进入y轴右侧的电场，最终恰好以沿x轴正方向的速度经过x轴上的Q1点（图中未画出）。小球所带的电荷量不影响电场的空间分布。（结果均用B、m、q、四个物理量中的量表示）(1)求P点到O点的距离。(2)求E1和B大小的此值。

知识点2：交变场

思考与交流

1、交变场有什么特点？

2、带电粒子在交变场中的运动有什么特点？

总结与提升

1.根据电场和磁场的变化，来对粒子在各个时间段内的受力分析是解决交变场问题的关键。电场力和磁场力是否同时存在，研究对象在电场力和磁场力作用下做怎样的运动，然后找出规律，列式求解。

2.交变场问题由于电场或磁场具有一定的周期性，所以带电粒子的运动也往往具有周期性的运动规律的重复性。

练习与拓展

例4、自由电子激光器是利用高速电子束射人方向交替变化的磁场，使电子在磁场中摆动着前进，进而产生激光的一种装置。在磁场中建立与磁场方向垂直的平面坐标系xoy，如图甲所示。方向交替变化的磁场随x坐标变化的图线如图乙所示，每个磁场区域的宽度，磁场的磁感应强度大小B0=3.75×10-4T，规定磁场方向垂直纸面向外为正方向。现将初速度为零的电子经电压U=4.5×103V的电场加速后，从坐标原点沿轴正方向射入磁场。电子电荷量e为1．6×10C，电子质量m取9×10-31kg不计电子的重力，不考虑电子因高速运动而产生的影响。

（1）电子从坐标原点进入磁场时的速度大小为多少？

（2）请在图甲中画出x＝0至x＝4L区域内电子在磁场中运动的轨迹，计算电子通过图中各磁场区域边界时位置的纵坐标并在图中标出；

例5、在如图所示的平面直角坐标系xoy中，存在沿x方向且按如图所示规律周期性变化的匀强电场，以x轴正向为电场正方向；垂直于xoy平面的方向上，存在着按如图所示规律周期性变化的匀强磁场，以垂直纸面向里方向为正。坐标原点O处有带正电的粒子，从t=0时刻无初速度释放。已知粒子的质量，电荷量，粗略地取，不计粒子