“电场偏转”与“磁场偏转”的比较.doc

“电场偏转”与“磁场偏转”的比较
　　1．提出问题：在电场一章的学习中，我们了解了电荷垂直射入匀强电场时将发生“电偏转”，而通过磁场一章的学习，我们又了解了电荷垂直射入匀强磁场时将发生“磁偏转”。那么，把“电偏转”与“磁偏转”相比，我们能在其受力、运动、偏转情况等方面，发现哪些异同点呢？
　　2．探究计划：拟从“受力特征”、“运动情况”、“偏转情况”等方面进行比较。
　　3．探究要点：注意探究“如何描述偏转程度及偏转快慢等情况”；注意探究两种偏转的“运动学特征”和相关的“动力学原因”；注意在探究中“比较法”的运用。
　　4．探究要求：通过比较，把握“电偏转”和“磁偏转”的特征；学会“比较法”这一常用探究方法；最后要求把探究所得结论作出概括与小结。
　　5．参考结论：
　　（1）带电粒子受力特征的比较
　　在“电偏转”中，带电粒子（电荷量为q，质量为m）以速度v0沿垂直于电场方向射入电场强度为E的匀强电场时，所受到的电场力fe=qE与带电粒子的运动状态无关，是恒力；在“磁偏转”中，带电粒子（电荷量为q，质量为m）以速度v沿垂直于磁场方向射入磁感应强度为B的匀强磁场时，所受到的磁场力（洛伦兹力）fB与带电粒子的运动状态(v)有关，是变力。
　　（2）带电粒子运动类型的比较
　　在“电偏转”中，带电粒子在恒力fe作用下做的是匀变速曲线运动--类平抛运动；在“磁偏转”中，带电粒子在变力fB作用下做的是变变速曲线运动--匀速圆周运动。
　　（3）带电粒子运动规律的比较
　　在“电偏转”中，带电粒子所遵循的运动规律是采用正交分解手段沿两个互相垂直的方向分别给出的时、空关系：在垂直于电场的x方向和平行于电场的y方向上分别有

　　在“磁偏转”中，带电粒子所遵循的运动规律则分别是从时间和空间两个角度描述了运动的特征：周期公式和半径公式分别为

　　（4）带电粒子偏转程度的比较
　　在“电偏转”中，带电粒子在时间t内运动方向偏转的角度为

　　在“磁偏转”中，带电粒子在时间t内运动方向偏转的角度为

　　由⑤式可知：“电偏转”程度受到的限制；由⑥式可知：“磁偏转”程度不受任何限制。
　　（5）带电粒子偏转快慢的比较
　　用“单位时间运动方向偏转的角度”来描述偏转快慢。
　　由⑤式可知：在“电偏转”中，偏转角度表为时间t的非线性函数，所以在相等的时间里运动方向偏转的角度不相等，即“电偏转”的偏转快慢将发生变化（进一步的研究表明：“电偏转”的偏转快慢程度将越来越慢）；由⑥式可知：在“磁偏转”中，偏转角度表为时间t的线性函数，所以在相等的时间里运动方向偏转的角度是相等的，即“磁偏转”的偏转快慢将不发生变化。
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