带电粒子在匀强磁场中的运动-导学案.doc

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1、《带电粒子在匀强磁场中的运动》导学案一、教学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.二、教学难点1.带电粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动.2.综合运用力学知识、电磁学知识解决带电粒子在复合场中的问题.新课导入设计导入一（引入新课）教师：提问：如图所示，当带电粒子q以速度v分别垂直进入匀强电场和匀强磁场中，它们将做什么运动？（如图1所示）学生：平抛和匀速圆周运动。教师：今天我们来学习——带电粒子在匀强磁场中的运动洛伦兹力演示仪导入二教师：什么是洛伦兹力？学生：磁场对运动电荷的作用力教师：带电粒子在磁场中是否一定受洛伦兹力？学生：不一定，洛伦兹

2、力的计算公式为F=qvBsinθ，θ为电荷运动方向与磁场方向的夹角，当θ=90°时，F=qvB;当θ=0°时，F=0.教师：怎样得到匀强磁场学生：教师：带电粒子垂直磁场方向进入匀强磁场时会做什么运动呢？新课内容：一、演示实验部分（1）洛伦兹力演示仪结构①电子枪：射出电子②加速电场：作用是改变电子束出射的速度③励磁线圈（亥姆霍兹线圈）：作用是能在两线圈之间产生平行于两线圈中心的连线的匀强磁场（2）实验演示a、不加磁场时观察电子束的径迹b、给励磁线圈通电，观察电子束的径迹c、保持初射电子的速度不变，改变磁感应强度，观察电子束径迹的变化d、保持磁感应强度不变，改变出射电子的速度，观察电

3、子束径迹的变化（3）实验结论：a.b.c.d.二、带点粒子在匀强磁场中的运动内容:沿着与磁场垂直的方向射入磁场的带电粒子，在匀强磁场中做匀速圆周运动过程:粒子做匀速圆周运动所需的向心力由提供1）、圆周运动的半径2）、圆周运动的周期三、带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的分析步骤：（1）找圆心（2）找半径（3）找周期或时间（一）圆心的确定已知入射方向和出射方向,可以通过入射点和出射点分别作垂直与入射方向和出射方向的直线，两条直线的交点就是圆弧轨道的圆心（二）半径的确定和计算利用平面几何的关系，求出该圆的可能半径（或圆心角），并注意以下两个重要的几何特点：１．粒子速度的偏向角φ等于圆

4、心角α，并等于AB弦与切线的夹角θ（弦切角）的２倍．即φ=α=2θ=ωt２．相对的弦切角（θ）相等，与相邻的弦切角（θ’）互补，即θ＋θ’＝１８０°（三）运动时间的确定利用偏转角（即圆心角α）与弦切角的关系，或者利用四边形的内角和等与360°计算出圆心角α的大小,由公式t=αT/360°可求出粒子在磁场中运动的时间φ=α=2θ=ωtt=αT/360°或t=αT/2π关键：确定圆心、半径、圆心角【例1】如图所示，一电量为q的带电粒子，（不计重力）自A点垂直射入磁感应强度为B，宽度为d的匀强磁场中，穿过磁场的速度方向与原来入射方向的夹角为300，则该电荷质量m是多少，穿过磁场所用的时

5、间t为多少？【例2】如图所示，在x轴上方有匀强磁场B，一个质量为m，带电量为-q的的粒子，以速度v从O点射入磁场，如图所示,θ角已知，粒子重力不计，求(1)粒子在磁场中的运动时间.(2)粒子离开磁场的位置.