《洛伦兹力与现代技术》导学案1

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1、【学习目标】1、知道在洛伦兹力作用下，带电粒子垂直进入磁场做匀速圆周运动．2、会应用公式F＝qvB推导带电粒子做匀速圆周运动的半径、周期公式，并会应用它们解答有关问题．【学习重点与难点】会解决带电粒子做匀速圆周运动的问题。【使用说明与学法指导】1、带着预习案中问题导学中的问题自主设计预习提纲，通读教材P89页内容，阅读《优化训练》相关内容，对带电粒子在磁场中做匀速圆周运动等知识进行梳理，作好必要的标注和笔记。2、认真完成基础知识梳理，在“我的疑惑”处填上自己不懂的知识点，在“我的收获”处填写自己对本课自主学习的知识及方法收获。预习案一、知识梳理1、带电粒

2、子在磁场中的运动（1）若带电粒子的速度方向与匀强磁场方向平行,带电粒子以入射速度v做.（2）若带电粒子的速度方向与匀强磁场方向垂直,带电粒子在垂直于磁感线的平面内,以入射速率v做.基本公式：①向心力公式:qvB= ②轨道半径公式:R= ③周期公式:=  2、解决带电粒子在磁场中做圆周运动的基本方法及思路（1）圆心的确定的基本思路:与速度方向垂直的直线和图中弦的中垂线一定过圆心.a.直线边界（进出磁场具有对称性，如图）b.平行边界（存在临界条件，如图）c.圆形边界（沿径向射入必沿径向射出，如图丁）丁注意：由对称性，射出线的反向延长线必过磁场圆的圆心。2.半

3、径的确定：用几何知识(勾股定理、三角函数等)求出半径大小.3.运动时间的确定：1）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θ时,其运动时间t= T= .2）若知道弧长L,则可由t= = T计算出时间.二、预习自测1、质子(p)和α粒子以相同的速率在同一匀强磁场中做匀速圆周运动，轨道半径分别为Rp和Rα，周期分别为Tp和Tα，则下列选项正确的是（）A．Rp∶Rα＝1∶2，Tp∶Tα＝1∶2B．Rp∶Rα＝1∶1，Tp∶Tα＝1∶1C．Rp∶Rα＝1∶1，Tp∶Tα＝1∶2D．Rp∶Rα＝1∶2，Tp∶Tα＝1∶1探究案一、合作探究探

4、究一：带电粒子在直线边界磁场中的运动【例1】图中MN表示真空室中垂直于纸面的平板，它的一侧有匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度大小为B。一带电粒子从平板上狭缝O处以垂直于平板的初速v射入磁场区域，最后到达平板上的P点。已知B、v以及P到O的距离l，不计重力，求（1）此粒子的电荷e与质量m之比。（2）从O到P的时间t。探究二：带电粒子在平行边界磁场中的运动【例2】如图所示，一束电子(电荷量为e)以速度v垂直射入磁感应强度为B，宽为d的匀强磁场中，穿出磁场时速度方向与电子原来入射方向的夹角为30°，则电子的质量是________，穿过磁场的时间是_

5、_______。探究三：带电粒子在圆形磁场中的运动【例3】如图所示，虚线圆所围区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B.一束电子沿圆形区域的直径方向以速度v射入磁场，电子束经过磁场区后，其运动方向与原入射方向成θ角．设电子质量为m，电荷量为e，不计电子之间相互作用力及所受的重力．求：(1)电子在磁场中运动轨迹的半径R.(2)电子的磁场中运动的时间t.(3)圆形磁场区域的半径r.二、总结整理带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的程序解题法——三步法（1）画轨迹：即确定圆心，几何方法求半径并画出轨迹。（2）找联系：轨道半径与磁感应强度、运动速度相联系

6、，偏转角度与圆心角、运动时间相联系，在磁场中运动的时间与周期相联系。（3）用规律：即利用牛顿第二定律和圆周运动的规律,特别是周期公式、半径公式。训练案一、课中检测与训练【训练一】如图所示，在y＜0的区域存在匀强磁场，磁场方向垂直xOy平面并指向纸外，磁感应强度为B.一带正电的粒子以速度v0从O点射入磁场，入射方向在xOy平面内，与x轴正方向的夹角为θ.若粒子射出磁场的位置与O点的距离为L，求该粒子的比荷.【训练二】带电粒子的质量m＝1.7×10－27kg，电荷量q＝1.6×10－19C，以速度v＝3.2×106m/s沿垂直于磁场同时又垂直于磁场边界的方向

7、进入匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B＝0.17T，磁场的宽度L＝10cm，如图所示．(1)求带电粒子离开磁场时的速度和偏转角．(2)求带电粒子在磁场中运动的时间以及出磁场时偏离入射方向的距离．二、课后巩固促提升：熟记重点知识，反思学习思路和方法，整理典型题本。