带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动.doc

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1、设计思路：本节内容是整个高中阶段的重点内容，也是高考必考的重要考点，主要涉及匀速圆周运动的轨迹、时间问题，求半径的方法等等涉及到圆的数学知识，以及组合场、复合场的力学问题。考虑到内容繁多，把复合场的力学问题专门单列为一节，那么在本节中，专门解决圆周运动的相关问题和组合场问题，会涉及到质谱仪、回旋加速器等仪器。教学目标：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，知道不垂直时，做螺旋线运动.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，能够利用数学工具解决圆运

2、动中的相关问题.4、知道质谱仪的工作原理。知道回旋加速器的基本构造、工作原理及用途。教学重点、难点：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.难点：1.运动数学工具解决圆周运动的相关问题。2.综合运用力学知识、电磁学知识解决带电粒子在组合场中的运动问题.课时安排：8课时教学内容：第一课时（重点为运动形式及半径周期）运动电荷在磁场中受到洛伦兹力的作用，如果速度方向与磁场方向平行，则不受力，如果垂直则受力最大，为f=qvB，如果有夹角，则介于零到最大之间，采用分解的方法予以解决。那么，仅在洛伦兹力的作用下，运动电荷将会做什么样的运动

3、？为简单起见，我们只研究在匀强磁场中的情况。一、运动电荷在匀强磁场中的运动形式：1、若v∥B，f=0，沿速度方向做匀速直线运动；2、若v⊥B，f=qvB洛伦兹力方向与运动方向垂直，只能改变速度的方向不能改变速度的大小，改变方向之后，仍然垂直速度方向，因此，运动电荷将在垂直磁场的平面内做匀速圆周运动，洛伦兹力不做功，充当圆周运动的向心力。3、若v与B有夹角，做等距螺旋线运动（一边匀速直线运动，一边匀速圆周运动）实际情况是否如理论分析？观看视频。视频过程中记录：初速度v越大，圆周运动半径r越大；磁感应强度B越大，圆周运动半径r越小。为什么？二、匀速圆周运动中的重要问题：

4、1、半径与周期：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？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=mv2/r由此得出r=T=可得T=可见：（1）B一定，粒子的轨道半径和运动速率成正比；v一定，半径与比荷成反比；与B成反比。（2）带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期跟轨道半径和运动速率无关，只与磁场和电荷比荷有关。练习：1、练习册P151，2、3、4题2（补4）、如图所示，水平导线中有稳恒电流通过，导线正下方电子初速度方向与电流方向相同，其后电子将：A沿a运动，轨迹为圆B

5、沿a运动，曲率半径越来越小C沿a运动，曲率半径越来越大D沿b运动，曲率半径越来越小作业布置：补充练习5、6