高中物理 3.6 带电粒子在匀强磁场中的运动学案新人教版选修 .doc

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1、3.6带电粒子在匀强磁场中的运动学习目标：1、理解带电粒子的初速度方向与磁感应强度方向垂直时，在匀强磁场中做匀速圆周运动。2、会推导带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的半径、周期公式，知道它们与哪些因素有关。3、了解质谱仪、回旋加速器的工作原理。教学重点：带电粒子在匀强磁场中的受力分析及运动径迹教学难点：带电粒子在匀强磁场中的受力分析及运动径迹【预习案】一、复习知识：1、如何理解向心力2、磁场对运动电荷的作用力二、教材导读目标一：带电粒子在匀强磁场中的运动1、洛伦兹力的特点：洛伦兹力方向总是与速度方向，洛仑兹力不改变带电

2、粒子速度的，或者说洛伦兹力对带电粒子。2、带电粒子在匀强磁场中的运动特点：沿着与磁场方向垂直的方向射入的带电粒子，在匀强磁场中做。3、带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径为，周期公式：。由周期公式可知，带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期跟和无关。【例1】如图3.6-2所示，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？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？目标二：质谱仪1、原理图：如右图所示。2、加速：带电粒子进入质谱仪的加

3、速电场，由动能定理得：=①3、偏转：带电粒子进入质谱仪的偏转磁场做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，则：=②4、由①②两式可以求出粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径可知电荷量相同时，半径将随变化。5、质谱仪的应用：可以测定带电粒子的质量和分析。【例2】质谱仪是一种精密仪器，是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具。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的磁场中做匀速圆周运动，最后打到照相底片D上，如图所示。求①粒子进入磁场时的速率；②粒

4、子在磁场中运动的轨道半径。目标三：回旋加速器1、构造图：如右图所示。2、回旋加速器的核心部件是两个。3、由和得Ek=，即粒子在回旋加速器中获得的最大动能与q、m、B、R有关，与加速电压无关。【探究】粒子每经过一次加速，其轨道半径就大一些，那么粒子绕不同半径做圆周运动的周期如何变化?所需高频交流电压的频率将如何呢?【训练案】如图所示,一束电子(电量为e)以速度V垂直射入磁感应强度为B、宽度为d的匀强磁场,穿透磁场时的速度与电子原来的入射方向的夹角为300.求:(1)电子的质量m(2)电子在磁场中的运动时间t总结：处理带

5、电粒子在匀强磁场中运动的方法：