人教版高中物理《带电粒子在磁场中的运动》复习课说课稿解读

《带电粒子在磁场中的运动》复习课说课稿 一、考纲要求及本节的命题特点与趋势

本节内容在考纲中属于级别较高的二级要求，考查的角度一般涉及到带电粒子在匀强磁场中的圆周运动及带电粒子在组合场或复合场中的运动。近三年，高考命题对本节内容的考查都集中在有界磁场的范畴，而且多数是以压轴题的形式出现：

》11年新课标全国卷：宽度相同方向相反的两有界无限长磁场区域 》12年新课标全国卷：带电粒子在圆形有界磁场与电场的偏转问题

》13年新课标卷：单选题带电粒子在圆形磁场中的偏转问题（非“径进径出”模型）

结合近三年的考查形式，都离不开有界磁场这个载体，因为该部分内容对学生的综合能力要求比较高，能反应学生解决物理问题的综合能力，这也达到了高考的选拔功能。同时又可以融入其他重要考点，组合成一个难度级别很高的综合性问题，在复习备考过程中认真研究这一版块的命题特点意味着在某种程度上可以把握住2014年命题的大方向。本人粗浅的猜测明年的高考中依旧逃脱不了那几个问题的考查（如：带电粒子在有界磁场中运动的临界问题和极值问题，多解性问题及在复合场中的运动等）。

二、高三学生在学习该板块后的整体概况 》能基本做到以下几点

1、在无边界的匀强磁场中，能够运用公式和几何知识求解相关的物理量。 2、基本掌握简单的单边界磁场的对称性，圆形磁场的“径进径出”模型。 3、基本掌握定圆心，定半径，求时间的基本方法。 4、具备简单的数理结合的能力。 》尚有不足之处

1、对于有界磁场中的临界问题，不能“快精准”的画出粒子运动轨迹图。 2、不能将相关图形问题转化成熟悉的物理模型，缺乏物理建模思想 。 3、不能熟练运用数学知识（特别是平面几何）解决相关物理问题。 三、针对学生的基本概况一轮复习设计如下

》复习策略

1、重视并加强对基本概念、基本规律的再学习，在学习中注意与电场进行类 比与区别。

2、注意总结、归纳：让学生先自己独立完成基础知识归纳，在头脑中建立起 基本的知识框架，形成网络。然后老师归纳题型、总结解题方法。将同一类型的题目放在一起比较分析，让学生透过现象看本质，做到不仅仅是能够做若干题目，而且能够熟练的掌握若干解题方法。

》复习内容

（一）、带电粒子在匀强磁场中运动的规律

1、若 // B，带电粒子所受的洛伦兹力F=0，因此带电粒子以速度v做匀速直 - 1 - 线运动。

2、若ν⊥B，带电粒子在垂直于磁感线的平面内以入射速度v做匀速圆周运动。 （1）向心力由洛伦兹力提供，即： v2 qvB=mmvR（2）轨道半径公式： R=qB 2πR2πm=（3）周期公式： T=vqBq注意:

周期T与轨道半径R和运动速率v无关，只与比荷 m

和磁感应强度B有关。

（二）、构建粒子运动的物理模型，归纳带电粒子在匀强磁场中的题型，总结得出

求解此类问题的一般方法与规律

》带电粒子在有理想边界的匀强磁场中运动

带电粒子在有理想边界的匀强磁场中做匀速圆周运动，其运动规律是洛伦兹 力提供向心力，解题的关键是画粒子运动的示意图，确定圆心、半径、圆心角。定圆心、定半径、定转过的圆心角是解决这类问题的前提。确定半径和给定的几何量之间的关系是解题的基础，有时需要建立运动时间t和转过的圆心角α之间的关系作为辅助。

（1）圆心的确定：通常有以下两种方法

① 已知入射点、出射点、入射方向和出射方向时，可通过入射点和出射点 作垂直于入射方向和出射方向的直线，两条直线的交点就是圆弧轨道的圆心 （如图1中P为入射点，M为出射点）

② 已知入射点、入射方向和出射点的位置，可以通过入射点作入射方向的 垂线，连接入射点和出射点，作其中垂线，这两条垂线的交点就是圆弧轨道 的圆心（如图2，P为入射点，M为出射点）。

（2）半径的确定和计算：利用平面几何关系，求出该圆的可能半径或圆心角。两

个重要的特点：

① 粒子速度的偏向角?等于回旋角α，并等于AB弦与切线的夹角（弦切角） θ的2倍（如图3所示）即： ?＝α＝2θ=ωt

② 相对的弦切角θ相等，与相邻的弦切角θ'互补，即： θ+θ'=1800 图1 图2 图3

（3）运动时间的确定

粒子在磁场中运动一周的时间为T，当粒子运动的圆弧所对应的圆心角为αα 或 α t=0Tt=T360 2π

注意：带电粒子在匀强磁场中的圆周运动具有对称性。

① 带电粒子如果从一直线边界进入又从该边界射出，则其轨迹关于入射点和 - 2 -

出射点线段的中垂线对称，入射速度方向、出射速度方向与边界的夹角相等； ② 在圆形磁场区域内，沿径向射入的粒子，必沿径向射出。应用对称性可以快速地确定运动的轨迹。 》带电粒子在有界匀强磁场中运动

A

O, R v

v

图4

（三）、基本考查类型归纳

1、带电粒子在匀强磁场中运动的基本问题

例题1、如图所示，一束电子(电量为e)以速度v垂直射入磁感强度为B，宽度为d的匀强磁场中，穿透磁场时速度方向与电子原来入射方向的夹角是30o，则电子的质量是______，穿过磁场的时间是______。

（由几何关系找圆运动半径，根据物理规律确定半径与其他量的关系。） 2、带电粒子在圆形磁场中的运动

例题2、圆心为O、半径为r的圆形区域中有一个磁感强度为B、方向为垂直于纸面向里的匀强磁场，与区域边缘的最短距

离为L的O＇处有一竖直放置的荧屏MN，今有一质量为m的电子以速率v从左侧沿ＯＯ＇方向垂直射入磁场，穿出磁场后打在荧光屏上之P点，如图所示，求O＇P的长度和电子通过磁场用的时间。

3、动态圆 （1）“初速度大小不变，方向在变”

例题3、如图所示，真空室内有匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度的大小B＝0.60T，磁场内有一块平行感光板ab，板面与磁场方向平行，在距ab的距离l＝16cm处，有一个点状的α粒子发射源S，它向各个方向发射α粒子，α粒子的速度都是v＝3.0×106m/s．已知α粒子的电量与质量之比q/m＝5.0

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