高二物理带电粒子在匀强磁场中的运动.doc

临清三中—物理—朱广明—盛淑贞 选修3-1第三章 3.6带电粒子在匀强磁场中的运动 一、教材分析 本节课的内容是高考的热点之一，不仅要求学生有很强的分析力和运动关系的能力，还要求学生有一定的平面几何的知识，在教学中要多给学生思考的时间 二、教学目标 （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，粒子在匀强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，知道它们与哪些因素有关。 4、了解回旋加速器的工作原理。 （二）过程与方法 通过带电粒子在匀强磁场中的受力分析，灵活解决有关磁场的问题。 （三）情感、态度与价值观 通过本节知识的学习，充分了解科技的巨大威力，体会科技的创新与应用历程。 三、教学重点难点四、学情分析六、课前准备七、课时安排（一）预习检查、总结疑惑（二）情景引入、展示目标（三）合作探究、精讲点播思考与讨论： 带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，其轨道半径r和周期T为多大呢？ 出示投影片，引导学生推导： 一带电量为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。 粒子做匀速圆周运动所需的向心力F=m是由粒子所受的洛伦兹力提供的，所以 qvB=m 由此得出 r= ① 周期T= 代入①式得 T= ② 由①式可知，粒子速度越大，轨迹半径越大；磁场越强，轨迹半径越小，这与演示实验观察的结果是一致的。 由②式可知，粒子运动的周期与粒子的速度大小无关。磁场越强，周期越短。 介绍带电粒子在汽泡室运动的径迹照片，让学生了解物理学中研究带电粒子运动的方法。 教师引导学生对结果进行讨论，让学生了解有关质谱仪的知识。让学生了解质谱仪在科学研究中的作用。 2、回旋加速器 引导学生阅读教材有关内容，了解各种加速器的发展历程，体会回旋加速器的优越性。 课件演示，回旋加速器的工作原理，根据情况先由学生讲解后老师再总结。 在讲解回旋加速器工作原理时应使学生明白下面两个问题： （1）在狭缝A′A′与AA之间，有方向不断做周期变化的电场，其作用是当粒子经过狭缝时，电源恰好提供正向电压，使粒子在电场中加速。狭缝的两侧是匀强磁场，其作用是当被加速后的粒子射入磁场后，做圆运动，经半个圆周又回到狭缝处，使之射入电场再次加速。 （2）粒子在磁场中做圆周运动的半径与速率成正比，随着每次加速，半径不断增大，而粒子运动的周期与半径、速率无关，所以每隔相相同的时间（半个周期）回到狭缝处，只要电源以相同的周期变化其方向，就可使粒子每到狭缝处刚好得到正向电压而加速。 当堂练习 【例1】一个负离子，质量为m，电量大小为q，以速率v垂直于屏S经过小孔O射入存在着匀强磁场的真空室中，如图所示。磁感应强度B的方向与离子的运动方向垂直，（1）S上时的位置与O点的距离。 （2）t到达位置P，：OP与离子入射方向之间的夹角θ跟t的关系是。 【例2】如图所示，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，∠AOB=120°，则该带电粒子在磁场中运动的时间为_______ A．2πr/3v0 B．2πr/3v0 C．πr/3v0 D．πr/3v0 【例3】电子自静止开始经M、N板间（两板间的电压为u）的电场加速后从A点垂直于磁场边界射入宽度为d的匀强磁场中，电子离开磁场时的位置P偏离入射方向的距离为L，如图所示。求匀强磁场的磁感应强度。（已知电子的质量为m，电量为e） （四）反思总结、当堂检测（五）发导学案、布置作业 ① 周期 T= ② 2、回旋加速器 十、教学反思 本节课的重点是在让学生理解带电粒子垂直进入匀强磁场后，洛伦兹力总与速度垂直不做功的特点，从受力分析得到运动方程，从而得到半径和周期公式。让学生自己分析探究带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动，推导粒子运动的轨道半径和周期公式，与此同时培养学生的类比模型和转移模型的能力。 临清三中—物理—朱广明—盛淑贞 选修3-1第三章 3.6带电粒子在匀强磁场中的运动 课前预习学案 一、预习目标 1、知道洛伦兹力对粒子不做功。 2、知道带电粒子的初速度方向与磁感应强度的方向垂直时，粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动。 3、写出带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径、周期公式。 4、了解回旋加速器的工作原理。 二、预习内容 1．带电