五電場(chǎng)和磁場(chǎng)教案

1、專題五電場(chǎng)和磁場(chǎng)教案一.專題要點(diǎn)第一部分：場(chǎng)的基本性質(zhì)1.庫侖定律：在真空中靜止的兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的作用力跟它們的電荷量的乘積成正比，跟它們之間的距離的平方成反比，作用力的方向在他們的連線上即F kQ1Q2（式中k 9.0 109N m2/C2,叫靜電力常量），適用條件：真空中的點(diǎn)電r荷（如果帶電體間的距離比它們的大小大得多，以致帶電體的形狀對(duì)相互作用力的影響可忽略不計(jì)，這樣的帶電體可以看成點(diǎn)電荷）2電場(chǎng)的最基本性質(zhì)： 對(duì)放入其中的電荷有力的作用。電場(chǎng)強(qiáng)度E是描述電場(chǎng)的力的性質(zhì)的物理量。3.電場(chǎng)強(qiáng)度的三種表達(dá)方式的比較定義式?jīng)Q定式關(guān)系式表達(dá)式E F /q2E kQ/r2E U /d適用范圍任何電

2、場(chǎng)真空中的點(diǎn)電荷勻強(qiáng)電場(chǎng)說明E的大小和方向與檢驗(yàn)電何Q：場(chǎng)源電荷的電荷量U:電場(chǎng)中兩點(diǎn)的電勢(shì)差的電荷量以及電性以及存在與r:研究點(diǎn)到場(chǎng)源電荷的d:兩點(diǎn)沿電場(chǎng)線方向的否無關(guān)距離距離4.疊加性：多個(gè)電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為各個(gè)電荷單獨(dú)在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量 和，這種關(guān)系叫做電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加，電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加尊從平行四邊形定則。5.磁場(chǎng)和電場(chǎng)一樣，也是一種特殊物質(zhì)。磁體的周圍，電流的周圍，變化的電場(chǎng)存在磁場(chǎng)。6.帶電粒子在磁場(chǎng)中的受力情況：磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用，對(duì)靜止電荷沒有力的作用。磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力叫洛倫茲力洛倫茲力的大小和方向：其大小為F Bqvsin, 為v與B的夾角。F的方向依

3、然用左手定則判定， 但四指的指向應(yīng)為正電荷運(yùn)動(dòng)的方向或與負(fù)電荷定向運(yùn)動(dòng)的方向相反。7洛倫茲力做功的特點(diǎn)：由于洛倫茲力的方向始終與運(yùn)動(dòng)方向垂直，所以洛倫茲力永不做功，但洛倫茲力的分力可以做功。8電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系：電場(chǎng)力做正功電勢(shì)能減小，電場(chǎng)力做負(fù)功電勢(shì)能增加，且電勢(shì)能的改變量等于電場(chǎng)力做功的多少。WEp，正電荷沿電場(chǎng)線移動(dòng)或負(fù)電荷逆著電場(chǎng)線移動(dòng)，電場(chǎng)力均做正功電勢(shì)能減小，負(fù)電荷逆著電場(chǎng)線移動(dòng)或負(fù)電荷沿電場(chǎng)線移動(dòng)，電場(chǎng)力均做負(fù)功電勢(shì)能增加。9等勢(shì)面與電場(chǎng)線的關(guān)系：電場(chǎng)線總是與等勢(shì)面垂直， 且從高電勢(shì)等勢(shì)面指向低電勢(shì)等勢(shì)面。電場(chǎng)線越密的地方，等勢(shì)面越密。沿等勢(shì)面移動(dòng)電荷，電場(chǎng)力不做功，沿

4、電場(chǎng)線移動(dòng)電荷，電場(chǎng)力一定做功。第二部分：帶電粒子（或?qū)w）在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1電場(chǎng)與磁場(chǎng)的比較帶電粒子（不計(jì)重力）在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)可以分為兩種類型：加速和偏轉(zhuǎn)。帶電粒子在電場(chǎng)一1212中加速冋題的分析，通常用動(dòng)能定理qUmv2mw來求v2，而帶電粒子在電場(chǎng)內(nèi)的2 2偏轉(zhuǎn)常采用運(yùn)動(dòng)分解的辦法來處理，粒子在垂直于電場(chǎng)方向做勻速運(yùn)動(dòng)，在沿電場(chǎng)方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)若速度方向與磁場(chǎng)方向平行，帶電粒子以速度v做勻速直線運(yùn) 動(dòng)，此情況下洛倫茲力為零。若速度垂直于磁場(chǎng)方向，帶電粒子在垂直于磁感線的平面內(nèi) 以入射速度做勻速圓周運(yùn)動(dòng)或勻速圓周運(yùn)動(dòng)的一部分。電場(chǎng)對(duì)電荷一定有力的作用

5、，磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用。電場(chǎng)力的方向：正電荷受力方向與場(chǎng)強(qiáng)方向相同；負(fù)電荷受力方向與場(chǎng)強(qiáng)方向相反。電場(chǎng)力做功與路徑無關(guān)，且等于電勢(shì)能的變化，而洛倫茲力不做功。2復(fù)合場(chǎng)：復(fù)合場(chǎng)一般包括重力場(chǎng)、電場(chǎng)、磁場(chǎng)，在同一區(qū)域，可能同時(shí)存在兩種或兩種以上像速度選擇器、電磁流量計(jì)、霍爾元件、磁流體發(fā)電機(jī)等都是考查帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)。考綱要求考點(diǎn)要求考點(diǎn)解讀物質(zhì)的電結(jié)構(gòu)、電荷守恒I本專題的重點(diǎn)通過帶電粒子的運(yùn)動(dòng)、受力、 功能變化考查對(duì)靜電場(chǎng)的產(chǎn)生、性質(zhì)的理解。 應(yīng)抓住“兩條主線、兩個(gè)應(yīng)用”進(jìn)行復(fù)習(xí)，一 條主線是關(guān)于電場(chǎng)力的性質(zhì)的物理量-電場(chǎng)強(qiáng)度；另一條是電場(chǎng)能的性質(zhì)的物理量-電勢(shì)。 兩個(gè)應(yīng)用是：電容器

6、、帶電粒子的偏轉(zhuǎn)和加速。靜電現(xiàn)象的解釋I點(diǎn)電荷I庫侖定律n靜電場(chǎng)I電場(chǎng)強(qiáng)度、點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)n的不同的場(chǎng)電場(chǎng)線I對(duì)安排定則和左手定則的考查帶電粒子電勢(shì)能、電勢(shì)I在磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中電勢(shì)差n的運(yùn)動(dòng)聯(lián)系實(shí)際問題如速度選擇器、質(zhì)譜勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)I儀、回旋加速器、磁流體發(fā)電機(jī)、電磁流量計(jì)系等。帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)n以下幾點(diǎn)是命題的熱點(diǎn)：示波管I1.一帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡與電場(chǎng)線或等勢(shì)線間常見電容器I關(guān)系判斷電場(chǎng)的力、能的性質(zhì)或粒子能量電容器的電壓、電何里和電容的關(guān)系I的變化情況。磁場(chǎng)、磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁感線I2.帶電粒子在電場(chǎng)中結(jié)合實(shí)際，科技的加速通電直導(dǎo)線和通電線圈周圍的磁

7、場(chǎng)I與偏轉(zhuǎn)安培力、安培力的方向I3.安培力作用下的動(dòng)態(tài)分析勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的安培力n4.帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)洛倫茲力、洛倫茲力的方向I洛倫茲力公式n帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)n質(zhì)譜儀和回旋加速器I三.教法指引此專題復(fù)習(xí)時(shí)，可以先讓學(xué)生完成相應(yīng)的習(xí)題，在精心批閱之后以題目帶動(dòng)知識(shí)點(diǎn)，進(jìn)行適當(dāng)提煉講解。根據(jù)我對(duì)學(xué)生的了解，發(fā)現(xiàn)很多同學(xué)問題在于1知識(shí)點(diǎn)較多，容易混淆2有時(shí)綜合題較多，分析難度加大所以在講解時(shí)層次應(yīng)放的低一點(diǎn)，著重掌握好各種物理模型，理解處理各種模型的方法，堅(jiān)持夯實(shí)基礎(chǔ)為主的主線四.知識(shí)網(wǎng)絡(luò)五.典例精析題型1.（電場(chǎng)性質(zhì)的理解）電子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，僅受電場(chǎng)力作用，其由a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的軌跡

8、如圖中虛線所示。圖中一組平行等距實(shí)線可能是電場(chǎng)線，也可能是等勢(shì)線，則下列說法中正確的是（）A.不論圖中實(shí)線是電場(chǎng)線還是等勢(shì)線,B.不論圖中實(shí)線是電場(chǎng)線還是等勢(shì)線,C.如果圖中實(shí)線是電場(chǎng)線，則電子在D.如果圖中實(shí)線是等勢(shì)線，則電子在 解析：由運(yùn)動(dòng)軌跡可知若實(shí)線是電場(chǎng)線的話所受電場(chǎng)力水平向右，若實(shí)線是等勢(shì)線的話所受電場(chǎng)力豎直向下。再結(jié)合粒子是電子，可知場(chǎng)強(qiáng)方向要不水平向左（b點(diǎn)電勢(shì)高），要不場(chǎng)強(qiáng)方向豎直向上（a點(diǎn)電勢(shì)高）。且為勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)處處相同。AB錯(cuò)。若實(shí)線是電場(chǎng)線電場(chǎng)力做正功，動(dòng)能增加（電子在a點(diǎn)動(dòng)能較?。魧?shí)線是等勢(shì)線電場(chǎng)力做負(fù)功動(dòng)能減?。娮釉赽點(diǎn)動(dòng)能較?。?，CD對(duì)。規(guī)律總結(jié)：求解這一

9、類題的具體步驟是：先畫出入射點(diǎn)的軌跡切線，即畫出初速度的方向； 在根據(jù)軌跡的彎曲方向，確定電場(chǎng)力的方向；進(jìn)而利用分析力學(xué)方法來分析粒子的帶電性質(zhì)、 電場(chǎng)力做功的正負(fù)、電勢(shì)能增減、電勢(shì)大小變化、電場(chǎng)力大小變化等有關(guān)問題。注意在只有 重力和電場(chǎng)力做功時(shí)，重力勢(shì)能、電勢(shì)能和動(dòng)能間可以相互轉(zhuǎn)化，重力勢(shì)能、電勢(shì)能與動(dòng)能 的總和保持不變。a點(diǎn)的電勢(shì)都比b點(diǎn)低a點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)都比b點(diǎn)小a點(diǎn)動(dòng)能較小b點(diǎn)動(dòng)能較小(2)當(dāng)加在板上的偏轉(zhuǎn)電壓UAB滿足什么條件時(shí)，此帶電微粒會(huì)碰到偏轉(zhuǎn)極板題型2.(電場(chǎng)的疊加)如圖所示，在y軸上關(guān)于0點(diǎn)對(duì)稱的A、B兩y點(diǎn)有等量同種點(diǎn)電荷+Q,在x軸上C點(diǎn)有點(diǎn)電荷-Q且CO=ODZ ADO=6b4%下列判斷正確的是0）和初速度v的帶電微粒。發(fā)射 時(shí)，這束帶電微粒分布在0y0帶電微粒在磁場(chǎng)中經(jīng)過一段半徑為r的圓弧運(yùn)動(dòng)后，將在y同的右方(x0)的區(qū)域