3.6 带电粒子在匀强磁场中的运动

1 / 4 §3.6 《带电粒子在匀强磁场中的运动》学案 【课题名称】 带电粒子在匀强磁场中的运动 课型 新授课 课时 1 【学习目标】 一、知识与技能 1、理解洛伦兹力对粒子不做功. 2、理解带电粒子的初速度方向与磁感应强度的方向垂直时，粒子在匀 磁场中做匀速圆周运动. 3、会推导带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径、周期公式， 并会用它们解答有关问题. 知道质谱仪的工作原理。 4、知道回旋加速器的基本构造、工作原理 、及用途 。 二、过程与方法 通过综合运用力学知识、电磁学知识解决带电粒子在复合场（电场、磁 场）中的问题. 培养学生的 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 推理能力. 三、情感态度与价值观 通过对本节的学习，充分了解科技的巨大威力，体会科技的创新历程。 【学习重点】 带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径和周期公式，并能用 来分析有关问题. 【学习难点】 带电粒子在匀强磁场中的受力分析及运动径迹 【学法指导】 自主阅读、合作探究、归纳 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf 【知识链接】 【导学过程】（学习方式、学习内容、学习程序、问题） 【导学笔记】 预习导学（10 分钟） 课前自主学习 请学生自主学习教材第二章第 6节 P99至 P102。“快速阅读，完成 下列问题，将问题答案用铅笔划在 书 关于书的成语关于读书的排比句社区图书漂流公约怎么写关于读书的小报汉书pdf 上” 1．带电粒子在匀强磁场中的运动，当带电粒子 q以速度 v垂直进 入匀强磁场中 （1）粒子在匀强磁场中做什么运动?轨迹是什么？ （2）、轨道半径和周期 带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的轨道半径及周期公式： a、轨道半径 r =__________ b、周期 T =______________ 自己懂了什么， 还有哪些问题没弄 透。 学生代表发言 2 / 4 2、回旋加速器工作原理: 展示导思（25 分钟） 课中合作探究 思考 1：当带电粒子 q以速度 v垂直进入匀强磁场中粒子受到怎样 的力的作用？对粒子的运动有什么作用？ 思考 2：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的轨道半径及周期 公式推导 问题情境：一为带电量 q，质量为 m ,速度为 v 的带电粒子垂直进 入磁感应强度为 B 的匀强磁场中，其半径 r 和周期 T 为多大？如图所 示。 推导：粒子做匀速圆周运动所需的向心力是由粒子所受的洛伦兹力 提供的，所以 qvB=____________ 由此得出 r=____________ ① 由周期 T= v r2 代入①式得 T=____________ ② 例题 1、如图所示，一质量为 m，电 荷量为 q的粒子从容器 A下方小孔 S1飘 入电势差为 U 的加速电场，然后让粒子 垂直进入磁感应强度为 B 的磁场中，最 后打到底片 D上. (1)粒子进入磁场时的速率。 (2)求粒子在磁场中运动的轨道半 径。 引导 1、什么力给 带电粒子做圆周运动 提供向心力？ 引导 2、向心力的计算 公式是什么？ 根据左手定则确 定受洛伦兹力的方向 带电粒子在匀强 磁场中做匀速圆周运 动的轨道半径 r 和周 期 T 与粒子所带电量 q、质量 m、粒子的速 度 v、磁感应强度 B 有什么关系。 在学生讨论的基 础上，教师引导学生 分析共同得出正确结 论： 请学生把这些结 论记录下来，以便以 后学习。 3 / 4 解：（1）粒子在 S1区做初速度为零的匀加速直线运动.由动能定理 知，粒子在电场中得到的动能等于电场对它所做的功，即 2 2 1 mv ____________ 由此可得 v=____________. （2）粒子做匀速圆周运动所需的向心力是由粒子所受的洛伦兹力 提供，即 qvB=____________ 所以粒子的轨道半径为 r=____________ 例题 2、如图 1所示，半径为 r的圆形空间内，存在着垂直于纸面 向里的匀强磁场，一个带电粒子（不计重力），从 A点以速度 v0垂直磁 场方向射入磁场中，并从 B点射出，已知∠AOB=120° (1) 确定圆心、半径及圆心角并画出粒子的运动轨迹。 (2)求该带电粒子在 磁场中运动的时间。 解：（1）设粒子在磁场中的轨道半径为 R，圆心、半径及圆心角并 画出粒子的运动轨迹。如图 2所示。 （2）粒子在磁场中做匀速圆周运动的向心力由洛伦兹力提供， 有 qvB=____________ ① 由几何关系有：R = r ____________ ② 粒子的运动周期 T =____________ ③ 由图可知θ=60°，得电粒子在磁场中运动的时间 t =____________ ④ 联立以上各式解得：t= ____________ 检测导练（10 分钟） 课堂自主检测 1、关于带电粒子在磁场中的运动，下列说法正确的是（ ） A．带电粒子飞入匀强磁场后，一定做匀速圆周运动 B．带电粒子飞入匀强磁场后做匀速圆周运动时，速度一定不变 C．带电粒子飞入匀强磁场后做匀速圆周运动时，洛仑兹力的方向 总和运动方向垂直 D．带电粒子飞入匀强磁场后做匀速圆周运动时，动能一定保持不 变[来源:Zxxk.Com] 图 1 图 2 当堂完成，采用 “小组轮转批改”的 方式当堂批改， 4 / 4 2、两个粒子带电量相等，在同一匀强磁场中只受磁场力而做匀速 圆周运动，则( ) A．若速率相等，则半径相等 B．若速率相等，则周期相等 C．若 m、v 的乘积相等，则半径相等 D．若动能相等，则周期相等 3、质子和粒子在同一匀强磁场中做半径相同的圆周运动，由此 可知，质子的动能 E1和粒子的动能 E2之比 E1：E2等于（ ） A．4：1 B．1：1 C．1：2 D．2：1 4、一初速度为零的带电粒子，经电压为 U 的电场加速后进入磁感 应强度为 B 的匀强磁场中，已知带电粒子的质量为 m，电量为 q，则带 电粒子所受的洛仑兹力为____________，轨道半径为____________。 5、边长为 a 的正方形，处于有界磁场， 如图 3-6-7所示，一束电子以 v0水平射入磁场 后，分别从 A处和 C处射出，则 vA：vC=_______； 所经历的时间之比 tA：tB=____________。 6、如图所示，质量为为 m、电量为 q 的 带电粒子，经电压为 U 加速，又经磁感应强度为 B的匀强磁场后落到 图中 D 点，求 A、D 间的距离和粒子在磁场中 运动的时间。 [来源:Zxxk.Com] 课后自主巩固 教材 P102问题与练习 1,2 课后自主反思 _______________________________________________________ _______________________________________________________ 小组代表展示 反思本节课，我 参与探究了吗？参与 发言了吗？参与讨论 了吗？与人合作了 吗？提出问题了吗？ 观察到了什么？发现 了什么？学到了什 么？