【精品】高中物理(人教版)选修3-1 优秀教案--3.6《带电粒子在匀强磁场中的运动》
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
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
四、学情分析
本节教材的内容属于洛仑兹力知识的应用,采用先实验探究,再理论分析与推导的方法。
先实验观察再理论论证比较符合一般学生的认知过程,也可降低学习的难度。
五、教学方法
实验观察法、讲述法、分析推理法
六、课前准备
1、学生的准备:认真预习课本及学案内容
2、教师的准备:洛伦兹力演示仪、电源、多媒体课件制作,课前预习学案,课内探究学案,课后延伸拓展学案
七、课时安排:
1课时
八、教学过程
(一)预习检查、总结疑惑
(二)情景引入、展示目标
提问:(1)什么是洛伦兹力?
(2)带电粒子在磁场中是否一定受洛伦兹力?
(3)带电粒子垂直磁场方向进入匀强磁场时会做什么运动呢?(三)合作探究、精讲点播
1、带电粒子在匀强磁场中的运动
介绍洛伦兹力演示仪。
如图所示。
引导学生预测电子束的运动情况。
(1)不加磁场时,电子束的径迹;
(2)加垂直纸面向外的磁场时,电子束的径迹;
(3)保持出射电子的速度不变,增大或减小磁感应强度,电子束的径迹;
(4)保持磁感应强度不变,增大或减小出射电子的速度,电子束的径迹。
教师演示,学生观察实验,验证自己的预测是否正确。
实验现象:在暗室中可以清楚地看到,在没有磁场作用时,电子的径迹是直线;在管外加上匀强磁场(这个磁场是由两个平行的通电环形线圈产生的),电子的径迹变弯曲成圆形。
磁场越强,径迹的半径越小;电子的出射速度越大,径迹的半径越大。
引导学生分析:当带电粒子的初速度方向与磁场方向垂直时,电子受到垂直于速度方向的洛伦兹力的作用,洛伦兹力只能改变速度的方向,不能改变速度的大小。
因此,洛伦兹力对粒子不做功,不能改变粒子的能量。
洛伦兹力对带电粒子的作用正好起到了向心力的作用。
所以,当带电粒子的初速度方向与磁场方向垂直时,粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动。
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,并垂直于图中纸面向里。
(1)求离子进入磁场后到达屏S上时的位置与O点的距离。
(2)如果离子进入磁场后经过时间t到达位置P,证明:直线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.2
πr/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
见学案
(五)发导学案、布置作业
完成P108“问题与练习”第1、2、5题。
书面完成第3、4题。
九、板书设计
1、带电粒子在匀强磁场中的运动:
当带电粒子的初速度方向与磁场方向垂直时,粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动。
轨道半径r=
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。
高中物理选修3-1教案:3.6带电粒子在匀强磁场中的运动(一)
T p :T =1:2
B.
R p :R =2:1,
T p :T =1:2
C. R p :R =1:2,
T p :T =2:1
D.
R p :R =1:4,
T p :T =1:4
3 总结 提升 环节
质量为 m、电荷量 布置问题
为 q 的带负电粒子自
静止开始释放,经 M、
提示学生回答
环节
3、 评 价 学 生 4、 订正答案。
作答结果。
5
布置作业及下节课自学内容:
1 分钟
自主 1.阅读笔记,整理知识点。
让学生明确
学习 2.完成练习册习题。
下节课内容,
环节
复习本节知
识,通过习题
巩固知识,提
升解题能力。
课 后 学生对解决圆周运动问题的方法有所遗忘,应适当复习,并
反思 且渗透圆周运动中涉及圆的一些简单的几何关系,帮助解
2018—2019 学年度第一学期
渤海高中高二物理教案
课题
主备人: 使用人: 时间:2018 年 12 月 19 日
带电粒子在匀强磁场中的运动(一)
课型 新授课
教学 1.知道带电粒子沿着垂直于磁场方 依据:根据普通高中物理课程标准及
重点 向 射 入 匀强 磁 场 会 做匀 速 圆 周运 2017 高中物理考纲中要求学生理解物
学习 速圆周运动。
高中物
目标 2.学生能说出洛伦兹力对运动电荷不做功
理课程
3.学生能说出回旋加速器,质谱仪的基本构造、原理及用途二、 标 准 的
二、能力目标:
要求。
学生能够运用学过的知识分析、计算有关带电粒子在匀强磁场中
受力、运动问题。
人教版选修3—1 物理:3.6 带电粒子在匀强磁场中的运动 学案
带电粒子在匀强磁场中的运动【学习目标】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,并会用它们解答有关问题。
4.知道质谱仪的工作原理5.知道回旋加速器的基本构造及工作原理二、过程与方法1.通过带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的讨论过程,培养学生的分析综合能力2.通过半径公式和周期公式的推导过程,培养学生的理解能力和推理能力3.通过回旋加速器的教学过程,培养学生运用物理知识分析和解决实际问题的能力三、情感、态度与价值观1.通过讲述带电粒子在科技、生产与生活中的典型应用,培养学生热爱科学、致力于科学研究的价值观。
2.回旋加速器是一种高科技的实验设备,通过该问题的学习,培养学生的学习兴趣,开阔学生的视野。
【学习重难点】带电粒子在匀强磁场中的受力分析及运动径迹【学习过程】1.磁场的产生磁体、电流、变化的电场周围有磁场。
安培提出分子电流假说(又叫磁性起源假说),认为磁极的磁场和电流的磁场都是由电荷的运动产生的。
(但这并不等于说所有磁场都是由运动电荷产生的,因为麦克斯韦发现变化的电场也能产生磁场。
)2.磁场的基本性质:磁场对放入其中的磁极和电流有磁场力的作用(对磁极一定有力的作用;对电流只是可能有力的作用,当电流和磁感线平行时不受磁场力作用)。
这一点应地球磁场 通电直导线周围磁场 通电环行导线周围磁场 该跟电场的基本性质相比较。
3.磁场方向:五种表述是等效的①磁场的方向②小磁针静止时N 极指向③N 极的受力方向④磁感线某点的切线方向⑤磁感应强度的方向4.磁感线(1)用来形象地描述磁场中各点的磁场 强弱 和 方向 的曲线。
磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向,也就是在该点小磁针静止时N 极的指向。
磁感线的 疏密 表示磁场的强弱。
(2)磁感线是 封闭 曲线(和静电场的电场线不同)。
人教版高中物理选修3-1 3.6 带电粒子在匀强磁场中的运动 教案2
让学生观看电视显像管的实物,了解他的结构
引导学生回答:
1垂直于纸面向外(方法类似垂直于纸面向里)
2使垂直于纸面向外的磁场逐渐减小,然后变成垂直于纸面向里的磁场,逐渐增大
3施加竖直方向的磁场
4偏转区施加的磁场大小和方向不断变化,因此打在荧光屏上Байду номын сангаас光点不断移动而且移动非常快。所以我们感到整个荧光屏都在发光。
(2)会计算洛伦兹力的大小;
(3)知道电视显像管的基本构造以及它工作的基本原理。
◆过程与方法:
(1)通过对安培力微观本质的猜测,提出洛伦兹力的概念;
(2)通过分组实验对洛伦兹力的方向、判定方法进行探究,培养学生的观察能力
(3)通过推导洛伦兹力的公式,培养学生的逻辑推理能力。
◆情感态度与价值观:
(1)让学生领悟到从生活中获取知识,然后把知识应用到生活
过渡:利用上面的学习尝试解释一下极光问题。
停顿、让学生自主思考讨论,口述推导的思路
学生推导探究:让学生自己把推导过程写在纸上。
让这位同学上台给大家讲一下,其余学生观察,看自己做得对不对,以及自己有没有犯类似的错误。
引导学生回答:计算安培力时就得多乘一个sinθ,相应得推出来的洛伦兹力的公式要加一个sinθ,并让学生指出θ是磁场方向与速度方向的夹角
教学设计
教学主题
带电粒子在匀强磁场中的运动.ppt
一、教材分析
本节课是人教版高中物理选修3-1磁场的内容,是安培力的微观细化,又是后面学习带电体在磁场中运动的基础,是与力学进行综合的完美切入点。本节课中编者通过实验探究和理论推导两种途径让学生去学习、理解洛伦兹力,进一步让学生体验深层次的的科学探究的方法。
人教版高中物理选修3-1全册教案3.6带电粒子在匀强磁场中的运动
来学习——带电粒子在匀强磁场中的运动。
(二)进行新课1、带电粒子在匀强磁场中的运动教师:介绍洛伦兹力演示仪。
如图所示。
教师:引导学生预测电子束的运动情况。
(1)不加磁场时,电子束的径迹;(2)加垂直纸面向外的磁场时,电子束的径迹;(3)保持出射电子的速度不变,增大或减小磁感应强度,电子束的径迹;(4)保持磁感应强度不变,增大或减小出射电子的速度,电子束的径迹。
教师演示,学生观察实验,验证自己的预测是否正确。
实验现象:在暗室中可以清楚地看到,在没有磁场作用时,电子的径迹是直线;在管外加上匀强磁场(这个磁场是由两个平行的通电环形线圈产生的),电子的径迹变弯曲成圆形。
磁场越强,径迹的半径越小;电子的出射速度越大,径迹的半径越大。
教师指出:当带电粒子的初速度方向与磁场方向垂直时,电子受到垂直于速度方向的洛伦兹力的作用,洛伦兹力只能改变速度的方向,不能改变速度的大小。
因此,洛伦兹力对粒子不做功,不能改变粒子的能量。
洛伦兹力对带电粒子的作用正好起到了向心力的作用。
所以,当带电粒子的初速度方向与磁场方向垂直时,粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动。
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。
学生推导:粒子做匀速圆周运动所需的向心力F =m rv 2是由粒子所受的洛伦兹力提供的,所以qvB =m rv 2由此得出r =qB mv ① 周期T =v r π2 代入①式得T =qBm π2 ② 师生互动、总结: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。
点评:演示实验与理论推导相结合,使学生从感性认识上升到理性认识,实现认识上的升华。
人教版高中物理选修3-1 3.6 带电粒子在匀强磁场中的运动 教案1
带电粒子在匀强磁场中的运动教学设计一、设计思路1.设计思想力求贯彻新课程的教学理念,引导学生在已有知识基础上,依据科学研究的方法探究问题,获得知识,在探究过程中,体现学生的主体性,培养学生的问题分析能力,增强学生学以致用的意识,注重学生科学素养的养成。
采用理论探究与实验验证相结合的教学模式,整堂课主要探究三个问题:1.当带电粒子的运动速度与磁感应强度平行时,带电粒子在匀强磁场中做什么运动? 2.当带电粒子的运动速度与磁感应强度垂直时,带电粒子在匀强磁场中做什么运动? 3.学习了带电粒子在匀强磁场中运动的规律后可以帮助我们解决什么问题?按照“知识复习——问题提出——理论推导——困难呈现——学生讨论——实验验证——规律获得——知识应用”的教学思路。
引导学生利用已有的物理知识尝试解决新的物理问题;要求学生利用已经习得的力和运动的知识进行理论探究,再对获得的结果或猜想进行实验验证,最后激发学生利用所学物理知识解决实际问题的意识。
着力培养学生从一般规律到特殊规律的知识迁移能力、从实际模型到理想模型的模型构建能力、从理论知识到实际应用的知识应用能力。
有别于常规的教师讲理论学生机械的重复验证,让学生从问题和困难出发利用原有知识去解决一个实际问题,提高了学生的学习兴趣。
使学生在获得知识的同时,体验科学探究过程,感悟科学研究问题的方法,提升探索自然的兴趣与热情,培养实验探究能力、交流协作能力、分析解决问题的能力、评价和改进方案的能力以及对实验结论反思的习惯。
2.理论依据根据物理学科特点,将理论探究与实验验证结合;根据思维发展要求,遵循先特殊、后一般、先定性,后定量的有序过程;根据教学理论要求,将学生自主建构和教师提供合适的情景、问题和学习资源相结合;使知识的逻辑顺序、认知的发展顺序与教学情景、问题和学生的学习活动的安排顺序有机协调。
二、教材分析磁场是物理学研究的重要对象,对磁场本质的认识有力促进了现代工业和现代科学技术的发展。
新课标人教版高中物理选修3-1全套精品教案
高中物理选修3-1全册精品教案目录第一章静电场.................................................................... - 2 -1.1电荷及其守恒定律........................................................ - 2 -1.2库仑定律................................................................ - 4 -1.3.1电场强度.............................................................. - 5 -1.3.2专题:静电平衡....................................................... - 10 -1.4电势能电势........................................................... - 13 -1.5电势差................................................................. - 14 -1.6电势差与电势强度的关系................................................. - 17 -1.7电容器与电容........................................................... - 19 -1.8带电粒子在电场中的运动................................................. - 21 - 第二章、恒定电流............................................................... - 24 -2.1、导体中的电场和电流(1课时).......................................... - 24 -2.2、电动势(1课时)...................................................... - 26 -2.3、欧姆定律(2课时).................................................... - 28 -2.4、串联电路和并联电路(2课时).......................................... - 30 -2.5、焦耳定律(1课时).................................................... - 32 - 第三章磁场.................................................................... - 34 -3.1 磁现象和磁场(1课时)................................................ - 34 -3.2 、磁感应强度(1课时)................................................ - 36 -3.3 、几种常见的磁场(1.5课时)........................................... - 38 -3.4 、磁场对通电导线的作用力(1.5课时)................................... - 41 -3.5、磁场对运动电荷的作用(1课时)........................................ - 44 -3.6、带电粒子在匀强磁场中的运动(2课时+1练习)............................................................. - 46 -第—章静电场1.1电荷及其守恒定律教学三维目标(—)知识与技能1.知道两种电荷及其相互作用.知道电量的概念.2.知道摩擦起电,知道摩擦起电不是创造了电荷,而是使物体中的正负电荷分开.3.知道静电感应现象,知道静电感应起电不是创造了电荷,而是使物体中的电荷分开.4.知道电荷守恒定律.5.知道什么是元电荷.(二)过程与方法1、通过对初中知识的复习使学生进一步认识自然界中的两种电荷2、通过对原子核式结构的学习使学生明确摩擦起电和感应起电不是创造了电荷,而是使物体中的电荷分开.但对一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和不变。
高中物理选修新课标人教版选修3-1第三章3 6 带电粒子在匀强磁场中的运动 学案
§3.6 带电粒子在匀强磁场中的运动 学案【学习目标】1、 理解带电粒子垂直进入匀强磁场时的运动规律,学会推导带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式、周期公式,并会用它们解答有关问题。
2、 知道质谱仪、回旋加速器的基本构造、工作原理及用途 。
【学习重点和难点】1.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式和周期公式,并能用来解决有关问题。
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.【自主学习】1、当带电粒子的初速度方向与磁场方向平行时,粒子在匀强磁场中做什么运动?为什么?2、当带电粒子的初速度方向与磁场方向垂直时,粒子在匀强磁场中做什么运动? 画出其运动轨迹并说明理由。
3、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?【合作探究】在匀强磁场中如果带电粒子的运动方向不和磁感应强度方向垂直,它的运动轨道是什么样的曲线?【精讲点拨】一、带电粒子在匀强磁场中的运动1.运动轨迹(1)匀速直线运动:带电粒子的速度方向与磁场方向平行(相同或相反),此时带电粒子所受洛伦兹力为零,粒子将以速度v 做匀速直线运动.(2)匀速圆周运动:带电粒子垂直射入匀强磁场,由于洛伦兹力始终和运动方向垂直,因此,带电粒子速度大小不变,但是速度方向不断在变化,所以带电粒子做匀速圆周运动,洛伦兹力提供粒子做匀速圆周运动的向心力. 粒子做匀速圆周运动所需的向心力r v 2是由粒子所受的洛伦兹力提供的,所以 2/ r 由此得出qB mv 由qB m vr ππ22= 可得qB m π2。
总结:①轨道半径和粒子的运动速率成正比,磁场越强,轨迹半径越小。
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,磁场越强,周期越短。
(3)带电粒子做匀速圆周运动的圆心、半径及运动时间的确定(一)圆心的确定 (1)已知入射方向和出射方向,可以通过入射点和出射点分别画入射方向和出射方向的洛伦兹力f 的方向,其延长线的交点就是圆弧轨道的圆心。
3.6 带电粒子在匀强磁场中的运动 高中物理选修3-1新课优秀教案优秀教学设计(1)
3.6带电粒子在匀强磁场中的运动一、教学目标1.知识与技能(1)了解显示电子径迹的方法(2)理解带电粒子垂直射入匀强磁场时的运动性质及相应的轨道半径和周期(3)了解质谱仪2.过程与方法通过观察视频和动画,知道洛伦兹力提供向心力,结合匀速圆周运动的公式,得出轨道半径和周期;利用带电粒子垂直射入匀强磁场时做匀速圆周运动,制造出质谱仪,是精确测量带电粒子的质量和分析同位素的一种重要工具。
3.情感、态度与价值观通过对带电粒子垂直射入匀强磁场做匀速圆周运动的轨道半径和周期公式的推导,培养学生严密的科学态度。
二、教学重点、难点重点:理解轨道半径和周期。
难点:带电粒子垂直射入匀强磁场做匀速圆周运动的成因。
三、实验器材及教学媒体的选择与使用洛伦兹力演示仪、多媒体投影系统。
四、教学方法提问、讨论、讲解、观察、练习反馈。
五、教学过程1.引入新课上节课推导出带电粒子在匀强磁场中受力,即洛伦兹力F=q v B,那么:垂直射入匀强磁场中的带电粒子,在洛伦兹力F=q v B的作用下,将会偏离原来的运动方向。
则粒子的运动径迹是怎样的呢?2.讲授新课(1)观察洛伦兹力演示仪,然后投影出它的视频提问:①通过什么方法观察到电子的径迹?(电子射线使管内的低压水银蒸气(或氢气)发出光辉,显示出电子的径迹)②你观察到了带电粒子的是一个怎样径迹?(没有磁场时,电子的径迹是直线;外加匀强磁场时,电子的径迹是圆形)(2)动画模拟仔细反复观察《带正电的粒子在磁场中的运动》动画,逐步完成下面的问题:①带电粒子在什么条件下做圆周运动?(带电粒子垂直射入磁场)②是一种什么性质的圆周运动?(匀速圆周运动)③为什么是匀速圆周运动?(因为带电粒子受到一个大小不变、方向总与粒子运动方向垂直的洛伦兹力)④什么力提供了向心力?(洛伦兹力F=q v B)⑤结合匀速圆周运动的有关公式,得出半径与什么物理量有关?(2m mq B rr qB=⇒=v vv)改变动画中带电粒子的速度,形象观察,使学生获得感性认识,同化理性推导的结果。
最新精编高中人教版选修3-1高中物理3.6带电粒子在匀强磁场中的运动导学案及解析
36《带电粒子在匀强磁场中的运动》导案【习目标】1、解带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动2、会分析带电粒子在匀强磁场中的运动规律【重点难点】带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的分析方法。
【法指导】认真阅读教材,观察插图,体会分析求解带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动问题的方法?【知识链接】1、描述匀速圆周运动的物量及这些物量之间的关系?2、洛仑兹力的方向:用_________定则判定。
注意:(1)判定负电荷运动所受洛仑兹力的方向,应使四指指向电荷运动的方向。
(2)洛仑兹力的方向总是既垂直于又垂直于,即总是垂直于所决定的平面。
3、洛仑兹力的大小:带电粒子q以速度v垂直进入匀强磁场B中,f=【习过程】带电粒子在磁场中运动(不计其它作用)(1)若v//B,带电粒子以速度v做运动(此情况下洛伦兹力F=0)(2)若v⊥B,带电粒子在垂直于磁感线的平面内以入射速度v做运动。
v2①向心力由洛伦兹力提供:=R②轨道半径公式:R= = 。
1= 。
③周期:T= = ,频率:f=Tv。
角频率:=ω=r说明:T、F和ω的两个特点:①T、f和ω的大小与轨道半径(R)和运动速率(v)无关,只与和有关;q)相同的带电粒子,在同样的匀强磁场中,T、f和ω相同。
[&&&&&]②比荷(m【典型例题】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,不计重力,求此粒子的电荷与质量之比。
例2、一个负离子,质量为,电量为q,以速率v垂直于屏S经小孔O射入有匀强磁场的真空室中,磁感应强度B的方向与离子运动方向垂直,并垂直于纸面向里,如图所示。
如果离子进入磁场后经过时间到达P点,则直线OP与离子入射方向之间的夹角θ跟的关系式如何?【训练测试】1.两个电子以大小不同的初速度沿垂直于磁场的方向射入同一匀强磁场中,设r1、r 2为这两个电子的运动轨道半径,T1、T2是它们的运动周期,则( )A.r1=r2,T1≠T2B.r1≠r2,T1≠T2[].r1=r2,T1=T2D.r1≠r2,T1=T22.如图所示,带负电的粒子以速度v从粒子P处射出,若图中匀强磁场范围足够大(方向垂直纸面),则带电粒子的可能轨迹是( )[]A.B.b.c D.d3.一个带电粒子以初速度v0垂直于电场方向向右射入匀强电场区域,穿出电场后接着又进入匀强磁场区域.设电场和磁场区域有明确的分界线,且分界线与电场强度方向平行,如图中的虚线所示.在图所示的几种情况中,可能出现的是( )[+++++]4.一重力不计的带电粒子以初速度v0(v0<错误!未定义书签。
高中物理3.6带电粒子在匀强磁场中的运动教案新人教版选修3_1
3.6、带电粒子在匀强磁场中的运动(2课时+1练习)一、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,并会用它们解答有关问题. 知道质谱仪的工作原理。
4、知道回旋加速器的基本构造、工作原理、及用途。
(二)过程与方法通过综合运用力学知识、电磁学知识解决带电粒子在复合场(电场、磁场)中的问题.培养学生的分析推理能力.(三)情感态度与价值观通过对本节的学习,充分了解科技的巨大威力,体会科技的创新历程。
二、重点与难点: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.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.三、教具:洛伦兹力演示仪、感应线圈、电源、多媒体等四、教学过程:(一)复习引入[问题1]什么是洛伦兹力?[磁场对运动电荷的作用力][问题2]带电粒子在磁场中是否一定受洛伦兹力?[不一定,洛伦兹力的计算公式为F=qvB sinθ,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.][问题3]带电粒子垂直磁场方向进入匀强磁场时会做什么运动呢?今天我们来学习——带电粒子在匀强磁场中的运动、质谱仪.(二)新课讲解---第六节、带电粒子在匀强磁场中的运动【演示】先介绍洛伦兹力演示仪的工作原理,由电子枪发出的电子射线可以使管内的低压水银蒸气发教师进行演示实验.[实验现象]在暗室中可以清楚地看到,在没有磁场作用时,电子的径迹是直线;在管外加上匀强磁场(这个磁场是由两个平行的通电环形线圈产生的),电子的径迹变弯曲成圆形.[教师引导学生分析得出结论]当带电粒子的初速度方向与磁场方向垂直时,粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动.带电粒子垂直进入匀强磁场中的受力及运动情况分析(动态课件).一是要明确所研究的物理现象的条件----在匀强磁场中垂直于磁场方向运动的带电粒子。
