《带电粒子在磁场中的运动》教案示例
高三物理下册《带电粒子在磁场中的运动》教案、教学设计

(四)课堂练习
1.设计习题:针对本节课的教学重难点,设计不同难度的习题,让学生进行课堂练习。
2.解题指导:引导学生运用所学知识解决实际问题,提醒学生注意解题方法和技巧。
3.评价反馈:及时批改学生作业,针对学生存在的问题进行个别辅导,提高学生的解题能力。
5.作业批改要及时,针对学生的错误进行个别辅导,帮助学生查漏补缺,提高学习效果。
4.引导学生关注我国在相关领域的发展动态,培养学生的爱国情怀和民族自豪感。
二、学情分析
针对高三物理下册《带电粒子在磁场中的运动》这一章节,考虑到学生已经掌握了电磁学基础知识,如库仑定律、电场力等,具备了一定的物理思维和数学计算能力。但在学习带电粒子在磁场中的运动时,学生可能会遇到以下困难:对洛伦兹力概念的理解不够深入,难以将理论应用于实际问题;在处理复杂磁场问题时,缺乏有效的分析方法;对于物理现象背后的科学本质认识不足。因此,在教学过程中,应关注以下几点:
作业布置要求:
1.作业量适中,避免过量作业导致学生负担过重,影响学习效果。
2.作业难度分层,针对不同层次的学生,设计不同难度的题目,使每个学生都能在作业中找到适合自己的挑战。
3.强调作业的完成质量,要求学生认真书写、规范作图,养成良好的学习习惯。
4.鼓励学生相互讨论、合作完成作业,培养学生的团队协作能力和交流沟通能力。
三、教学重难点和教学设想
(一)教学重难点
1.重点:带电粒子在磁场中运动的规律、洛伦兹力的计算和应用。
2.难点:理解洛伦兹力方向与带电粒子运动轨迹之间的关系;解决复杂磁场中带电粒子的运动问题。
(二)教学设想
1.教学方法:
-采用问题驱动的教学方法,引导学生通过观察、实验、分析等过程,主动探究带电粒子在磁场中运动的规律。
中学物理带电粒子在磁场中的运动教案

中学物理带电粒子在磁场中的运动教案引言:带电粒子在磁场中的运动是中学物理中重要的内容之一,它涉及到电磁力的作用和运动的规律。
通过理解和学习这一知识点,不仅可以加深对物理学的理解,还可以帮助学生解决实际生活中与磁场和电磁力相关的问题。
本教案旨在通过清晰的解释和实践操作,帮助学生全面理解带电粒子在磁场中的运动规律。
一、理论部分:1. 带电粒子在磁场中的受力:当带电粒子在磁场中运动时,会受到磁场中的磁力作用。
磁力的大小与带电粒子的电荷量、速度以及磁场的强度和方向都有关系。
根据洛伦兹力,带电粒子在磁场中所受的磁力公式为:F = qvBsinθ其中,F表示受力的大小,q为电荷量,v为带电粒子的速度,B为磁场的强度,θ为速度与磁场方向的夹角。
2. 带电粒子的运动轨迹:根据磁场中带电粒子的受力情况,可以确定其运动轨迹。
当带电粒子的速度与磁场方向垂直时,其受力方向与速度方向也垂直,带电粒子将做匀速的圆周运动。
当带电粒子速度与磁场方向不垂直时,带电粒子将在磁场中做螺旋线运动。
3. 磁场对带电粒子的能量影响:由于带电粒子在磁场中的运动会受到磁力作用,因此磁场会对带电粒子的能量产生影响。
磁场力不做功,因此带电粒子在磁场中的机械能保持不变。
但是,由于磁力对带电粒子的方向改变,会改变带电粒子的动能和动量。
二、实验操作:为了更好地理解带电粒子在磁场中的运动规律,可以通过实验进行验证和观察。
具体的实验操作如下:实验器材:- 电磁铁- 电源- 铁磁质杆- 带电粒子源- 示波器实验步骤:1. 将电磁铁与电源连接,并通过调节电流的大小来调节磁场的强度。
2. 将铁磁质杆固定在电磁铁的中央。
3. 将带电粒子源放置在铁磁质杆旁边。
4. 调节带电粒子源的电荷量和速度,并观察其在磁场中的运动轨迹。
5. 使用示波器来观察带电粒子在磁场中的运动特征,并记录数据。
三、教学方法:为了提高学生对带电粒子在磁场中运动规律的理解和掌握程度,可以采用以下教学方法:1. 理论讲解:通过板书和讲解的形式,向学生介绍带电粒子在磁场中的运动规律和受力情况。
带电粒子在匀强磁场中的运动教案

带电粒子在匀强磁场中的运动教案教案:带电粒子在匀强磁场中的运动教学目标:1.理解带电粒子在匀强磁场中的受力情况;2.掌握带电粒子在匀强磁场中的运动规律;3.通过实验观察和计算验证带电粒子在匀强磁场中运动规律。
教学内容:1.匀强磁场对带电粒子的受力情况;2.带电粒子在匀强磁场中的运动规律;3.实验观察和计算验证带电粒子在匀强磁场中运动规律。
教学步骤:步骤一:导入新知识1.引导学生回顾带电粒子在电场中的受力情况和运动规律。
2.提问:带电粒子在磁场中会受到什么力的作用?步骤二:讲解磁场对带电粒子的受力情况1.讲解磁场对带电粒子的受力情况,包括洛伦兹力的概念和公式。
2.引导学生思考:磁场对带电粒子的受力方向有什么规律?步骤三:讲解带电粒子在匀强磁场中的运动规律1.介绍带电粒子在匀强磁场中的运动规律,包括圆周运动和螺旋线运动。
2.解释圆周运动的原因和条件,引导学生推导出圆周运动的半径和周期与粒子的质量和电量以及磁场的强度有关的公式。
3.解释螺旋线运动的原因和条件,引导学生推导出螺旋线运动的公式。
步骤四:进行实验观察和计算验证1.准备实验装置:匀强磁场发生器、带电粒子源、探测仪器等。
2.让学生通过实验观察和记录带电粒子在匀强磁场中的运动情况。
3.引导学生利用实验数据计算带电粒子的电量和质量。
步骤五:总结归纳1.让学生总结匀强磁场中带电粒子的受力情况和运动规律。
2.提问:匀强磁场中的带电粒子运动方向与磁场方向有什么关系?教学重点:1.听懂和理解磁场对带电粒子的受力情况;2.掌握带电粒子在匀强磁场中的运动规律;3.进行实验观察和计算验证带电粒子在匀强磁场中运动规律。
教学拓展:1.通过实验让学生观察带电粒子在匀强磁场中的运动情况,并计算出带电粒子的电量和质量;2.引导学生讨论带电粒子在其他磁场中的受力情况和运动规律;3.提供额外的实验题目,让学生练习带电粒子在匀强磁场中的运动相关问题。
教学反思:本节课通过讲解和实验相结合的方式,旨在让学生理解和掌握带电粒子在匀强磁场中的受力情况和运动规律。
带电粒子在磁场中的运动教案

带电粒子在磁场中的运动教案教案标题:带电粒子在磁场中的运动教学目标:1.理解带电粒子在磁场中受力的原理;2.掌握带电粒子在磁场中的运动规律;3.理解磁场对带电粒子轨道的影响。
教学准备:1.教学工具:黑板、白板、投影仪;2.教学材料:PPT、实验箱、带电粒子运动模型。
教学过程:Step 1:导入新知识(5分钟)引导学生回顾电场和磁场之间的区别,复习带电粒子在电场中的运动规律。
提问学生带电粒子在磁场中的运动规律是否与电场中的运动规律相似。
Step 2:理论讲解(15分钟)通过PPT呈现带电粒子在磁场中的运动规律,并解释磁场对带电粒子轨道的影响。
讲解的内容包括:1.磁场力的定义和方向;2.带电粒子在磁场中受到的洛伦兹力公式和方向;3.带电粒子在磁场中运动的轨道类型。
Step 3:实验演示(20分钟)进行一个简单的实验演示,让学生观察带电粒子在磁场中的运动轨迹。
教师使用实验箱中的带电粒子运动模型,将其放置在一个恒定的磁场中,调整带电粒子的速度和磁场的强度,观察带电粒子的运动轨迹。
同时,请学生记录实验数据。
Step 4:练习与讨论(20分钟)安排一些与带电粒子在磁场中的运动相关的问题,让学生进行讨论并回答。
例如:1.一个带有正电荷的粒子在恒定的磁场中运动,磁场的方向是垂直于粒子的速度方向,那么磁场对粒子的运动有什么影响?2.一个带有负电荷的粒子在恒定的磁场中运动,磁场的方向是垂直于粒子的速度方向,那么磁场对粒子的运动有什么影响?3.如果将磁场的方向改变一下,粒子的运动轨道会有什么变化?Step 5:拓展应用(15分钟)通过引导学生思考磁场对电子运动的应用,如电磁感应、磁共振等。
Step 6:小结与总结(10分钟)总结本节课的重点内容,强调带电粒子在磁场中的运动规律和磁场对运动轨道的影响。
Step 7:课堂作业布置课后作业,提供一些练习题供学生巩固所学内容。
教学反思:本教案通过理论讲解、实验演示和讨论等多种教学手段,帮助学生理解带电粒子在磁场中的运动规律。
磁场中的带电粒子运动高中二年级物理教案

磁场中的带电粒子运动高中二年级物理教案一、教学目标1. 理解磁场对带电粒子运动的影响。
2. 掌握带电粒子在磁场中受力的规律和运动轨迹。
3. 能够利用右手定则判断带电粒子在磁场中的运动方向。
二、教学准备1. 教材:高中物理教材。
2. 实验器材:磁铁、电子束管、示波器等。
3. 多媒体设备:计算机、投影仪等。
三、教学过程1. 磁场的基本概念介绍磁场的定义和性质,引导学生了解磁场的存在和作用。
2. 带电粒子在磁场中的受力规律2.1 用实验验证带电粒子在磁场中受力的规律利用电子束管和磁铁搭建实验装置,观察带电粒子在磁场中的运动情况,并记录实验数据。
2.2 判定带电粒子在磁场中的运动方向介绍右手定则,并让学生通过实例练习掌握如何利用右手定则判断带电粒子在磁场中的运动方向。
3. 带电粒子在磁场中的运动轨迹3.1 圆周运动解释带电粒子在均匀磁场中进行圆周运动的原理和条件,并进行相关的计算题目讲解。
3.2 螺旋线运动介绍带电粒子在非匀磁场中进行螺旋线运动的原理和条件,并进行相关的计算题目讲解。
4. 应用实例分析通过实际应用场景,如质子在医学中的应用、电子在示波器中的运动等,引导学生将磁场中带电粒子的运动原理应用到实际问题中。
五、教学评价1. 参与度评价通过观察学生在课堂上的参与情况,评估学生对内容的理解程度。
2. 实验报告评价要求学生撰写带电粒子在磁场中运动实验的报告,评估学生对实验内容的掌握和表达能力。
3. 练习题成绩评价布置一定数量的练习题,评估学生对磁场中带电粒子运动规律的掌握程度。
六、教学扩展1. 深入讨论带电粒子的磁场和电场之间的相互作用。
2. 引导学生研究更高级的带电粒子在磁场中的运动规律,如带电粒子的螺距计算等。
七、教学反思通过本节课的教学,学生对磁场中的带电粒子运动规律有了初步的认识。
在教学过程中,通过实验和实际应用的引导,使学生能够更好地理解和应用所学知识。
同时,通过评价方式的多样性,对学生的学习情况进行全方位的了解和评估。
《带电粒子在磁场中的运动》教案示例

《带电粒子在磁场中的运动》教案示例设计思想本节课是一节新常规课,组织方式为课堂教学。
在设计本课时,遵循了新课程理念中“学生为主体、教师为主导”的原则,体现了传统媒体、现代媒体与课堂教学恰当整合的思想。
一.学生主体、教师主导的实现主要通过恰当地创设教学情景来体现学生的主体地位。
本节课共创设了以下几个情景:1.在观察电子射线管中电子在磁场中的圆周运动的基础上,提出:从理论上如何分析、论证带电粒子垂直射入匀强磁场中时,为什么是匀速圆周运动?引导学生分析、推理、论证。
2.在得出带电粒子做匀速圆周的结论后,提出:粒子在多大的圆周上运动?运动一周的时间是多少?引导学生运用牛顿第二定律,结合圆周运动的知识,推导带电粒子运动的轨道半径和运动周期。
3.最后,提出:带电粒子在磁场中运动规律在实际中有什么应用?引导学生运用所学知识,分析质谱仪、回旋加速器的原理。
在整个课堂教学过程中,通过教师的引导,学生观察实验;思考回答问题;分析、推理、论证;完成实验原理设计,在这一系列的活动中,学生始终处于主体地位,是活动的主体。
应用所学知识解决实际问题的过程,充分调动了学生的主体参与,而教师则始终主导着课堂的进行,体现教师的主导作用。
二.现代媒体与课堂教学的整合在现代课堂教学中,现代媒体已经成为一个重要的支持教学的工具,媒体与课堂教学的整合一般有以下几种方式:1.模拟演示/多媒体展示2.情境化学习3.微型世界4.虚拟实验具体采用哪种整合方式应视教学目标而定。
在本课的教学中,目标是让学生建立带电粒子垂直进入匀强磁场时的运动图景,掌握带电粒子的运动规律及其应用。
图景的建立是难点,为了突破这个难点,我设计了一个模拟带电粒子在磁场中运动的软件,在学生观察了电子射线管中电子的圆周运动后,再让学生观察模拟运动,帮助学生建立动态图景,突破了思维障碍。
为了展示质谱仪和螺旋加速器的原理,我制作了相应的课件,动态演示它们的工作原理,帮助学生建立直观的图景,降低了教学难度。
带电粒子在匀强磁场中的运动教学设计解读(5篇材料)

带电粒子在匀强磁场中的运动教学设计解读(5篇材料)第一篇:带电粒子在匀强磁场中的运动教学设计解读《带电粒子在匀强磁场中的运动》教学设计祝塘中学谢正平一、教学设计思路这节内容主要是使学生清楚在匀强磁场中带电粒子在洛伦兹力作用下运动的情况及其成因。
有洛伦兹力演示仪和动画课件的辅助,学生大体理解带电粒子是做匀速圆周运动,轨道半径和周期也不难明白,但更多的是让学生了解过程、细节,如每时每刻洛伦力兹力与粒子速度都是垂直关系,这往往是解决带是粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动综合性问题的突破口。
而这样的综合性题目在高考中常常见到,有时甚至以压轴题出现,要很好地解决它,不是仅仅知道轨道半径公式和周期公式就行的,分析出粒子的运动过程,找出其几何关系,才是解决问题的首要。
为了使学生注意带电粒子在匀强磁场中运动的过程,采用课件动画模拟,从而反复观察直到学生清楚为止,也验证着相关的猜想和结果。
为了保持思想的流畅和活跃,在观察动画或视频的同时(或之后),逐步提出有关问题,分解成多个问题,阶梯式地上升,逼近结果,得出结论。
二、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。
三、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。
四、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。
五、教学方法提问、讨论、讲解、观察、练习反馈。
六、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=qvB,那么:垂直射入匀强磁场中的带电粒子,在洛伦兹力F=qvB的作用下,将会偏离原来的运动方向。
带电粒子在磁场中的运动教案

带电粒子在复合场中的运动一、教学目标1、知道质谱仪的原理和基本用途2、知道回旋加速器的基本构造和加速原理二、重点难点重点:回旋加速器对带电粒子的加速原理难点:加速电场与带电粒子运动周期的同步关系三、教与学教学过程:同学们,我们已经知道,电场可以对带电粒子产生作用,磁场也可以对运动的带电粒子施加影响,当然,电场和磁场共同存在时对带电粒子也会有影响。
请看:(一)质谱仪例1:一个质量为m,电荷量为q的粒子,从容器下方的小孔s1飘入电势差为u的加速电场,然后经过s3沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中,最后打到照相底片D上,求:(1)粒子进入磁场时的速率;(2)粒子在磁场中运动时的轨道半径。
拓展:1、已知电压U和磁场强度B,根据打到照相底片的位置求出半径r,由公式q/m=2u/B2r2,求出带电粒子的比荷(q/m)。
2、若容器A中粒子是几种同位素(问:同位素有什么特点?),加速后进入磁场的速度就会不同,从而导致沿不同的半径做匀速圆周运动,因而打到照相底片不同的地方,根据不同的半径r,由m=qB2r2/2u计算出质量之比或质量m。
这样的仪器叫质谱仪——测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具在有些题目中常出现这种质谱仪请同学们看这样一道题:例2:如图所示:A为加速器,B为速度选择器,磁场与电场正交,C为偏转分离器,现有碳的三种同位素(不计重力),经加速后,通过速度选择器,进入分离器后做匀速圆周运动,则下面说法可能正确的是:(B D )A、分离器中有三条粒子运动的轨迹分离器中有一条粒子运动的轨迹分离器中有两条粒子运动的轨迹D、分离器中没有粒子运动的轨迹拓展:可以求出被分离出来粒子的比荷吗?[分析]:(二)回旋加速器同学们,在高能实验室里要用到能量很高的带电粒子,就需要加速器。
电场可以使带电粒子加速,早期制成的加速器就是利用高压电源的电势差来加速带电粒子的。
(1)受实际所能达到的电压限制,粒子所获能量并不太高;(2)电压高,要把两极板间距离拉开,占空间范围大。
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《带电粒子在磁场中的运动》教案示例
北京市第九中学物理教师肖伟华
设计思想
本节课是一节新常规课,组织方式为课堂教学。
在设计本课时,遵循了新课程理念中“学生为主体、教师为主导”的原则,体现了传统媒体、现代媒体与课堂教学恰当整合的思想。
一.学生主体、教师主导的实现
主要通过恰当地创设教学情景来体现学生的主体地位。
本节课共创设了以下几个情景:
1.在观察电子射线管中电子在磁场中的圆周运动的基础上,提出:从理论上如何分析、论证带电粒子垂直射入匀强磁场中时,为什么是匀速圆周运动?引导学生分析、推理、论证。
2.在得出带电粒子做匀速圆周的结论后,提出:粒子在多大的圆周上运动?运动一周的时间是多少?引导学生运用牛顿第二定律,结合圆周运动的知识,推导带电粒子运动的轨道半径和运动周期。
3.最后,提出:带电粒子在磁场中运动规律在实际中有什么应用?引导学生运用所学知识,分析质谱仪、回旋加速器的原理。
在整个课堂教学过程中,通过教师的引导,学生观察实验;思考回答问题;分析、推理、论证;完成实验原理设计,在这一系列的活动中,学生始终处于主体地位,是活动的主体。
应用所学知识解决实际问题的过程,充分调动了学生的主体参与,而教师则始终主导着课堂的进行,体现教师的主导作用。
二.现代媒体与课堂教学的整合
在现代课堂教学中,现代媒体已经成为一个重要的支持教学的工具,媒体与课堂教学的整合一般有以下几种方式:
1.模拟演示/多媒体展示
2.情境化学习
3.微型世界
4.虚拟实验
具体采用哪种整合方式应视教学目标而定。
在本课的教学中,目标是让学生建立带电粒子垂直进入匀强磁场时的运动图景,掌握带电粒子的运动规律及其应用。
图景的建立是难点,为了突破这个难点,我设计了一个模拟带电粒子在磁场中运动的软件,在学生观察了电子射线管中电子的圆周运动后,再让学生观察模拟运动,帮助学生建立动态图景,突破了思维障碍。
为了展示质谱仪和螺旋加速器的原理,我制作了相应的课件,动态演示它们的工作原理,帮助学生建立直观的图景,降低了教学难度。
在整堂的教学过程中,传统媒体、现代媒体有机融合,相辅相成,使课堂教学行云流水,提高了课堂教学质量和教学效果。
教学设计
一.教学目标
(一)知识目标:
1.通过观察实验和理论分析,学生能知道并理解带电粒子的初速度方向与磁感应强度方向垂直时,做匀速圆周运动.
2.学生能画出任意带电粒子进入匀强磁场时的运动轨迹;
3.学生推导并记忆带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径、周期公式。
4.通过练习,学生能理解质谱仪和回旋加速器的工作原理。
(二)能力目标:
1.通过引导学生推理、判断带电粒子在磁场中的运动性质的过程,促进学生发展严谨的逻辑推理能力.
2.发展学生应用知识解决实际问题的能力;
(三)德育目标:
通过学习质谱仪、回旋加速器的工作原理,让学生感受、理解高科技的巨大力量。
二.学法引导
1.教师通过演示实验法引入,复习提问法引导学生分析推导粒子做匀速圆周运动的原因、规律;通过例题讲解,加深理解。
2.学生认真观察实验现象,结合运动和力的关系分析原因,总结规律,积极思考、讨论例题,对规律加深理解、提高应用能力。
三.重点难点疑点及解决办法
1.重点:带电粒子垂直射入匀强磁场中的运动半径和运动周期.
2.难点:确定垂直射入匀强磁场中的带电粒子运动是匀速圆周运动.
3.疑点:带电粒子的重力通常为什么不考虑?
4.解决办法:复习力学知识、引导同学利用力与运动的关系分析,讨论带电粒子在磁场中的运动情况。
四.教具:演示用特制的电子射线管、电脑、投影、课件;
五.师生互动活动设计
教师先通过演示实验引入,让学生建立圆周运动的图景,再启发、引导学生用力和运动关系的知识分析带电粒子做匀速圆周运动的原因,在此基础上,引导学生应用圆周运动动力学知识推导轨道半径和周期公式,最后通过例题分析,学生思考和讨论进一步加深对知识的理解,提高学生运用知识解决实际问题的能力。
六.教学过程设计
1.引入新课
上一节我们学习了洛仑兹力的概念,我们知道带电粒子垂直磁场方向运动时,会受到大小qvB f =洛,方向始终与速度方向垂直的洛仑兹力作用,今天我们来研究的问题是:受洛仑兹力作用的带电粒子是如何运动的?
2.观察粒子的匀速圆周
老师演示实验,学生观察:当带电粒子的初速度方向与匀强磁场方向一致时,做匀速直线运动;垂直时,粒子的运动轨道是圆.
3.启发学生分应用力与运动关系的知识分析:粒子为什么做匀速圆周运动? (1)当带电粒子垂直于匀强磁场方向运动时,通常它的重力可以忽略不计(请同学们讨论),可看作只受洛仑兹力作用,洛仑兹力方向和速度方向在同一个平面内,所以粒子将在一个平面内运动。
(2)由于洛仑兹力方向总与速度方向垂直,因而它对带电粒子不做功,根据动能定理可知运动粒子的速度大小不变,再由qvB f =洛可知,粒子在运动过程中所受洛仑兹力的大小即合外力的大小不变,根据物体作匀速圆周运动的条件得出带电粒子垂直匀强磁场运动时,作匀速圆周运动.
(3)学生上黑板上画出带电粒子的运动轨迹。
4.启发、引导学生推导带电粒子运动的轨道半径和周期公式
启发学生说出:带电粒子垂直于匀强磁场方向运动时做匀速圆周运动,其向心力等于洛仑兹力,再根据根据牛顿第二定律,推导带电粒子的运动半径和周期公式.
(1)轨道半径:r
v m qvB 2
=
qB
mv r =
引导学生分析,粒子的轨道半径与哪些因素有关。
用实验验证上述关系。
Bq
m
T π2=
(2)运动周期:v
r
T π2=
引导学生认识:周期与哪些因素有关。
特别注意:T 与v 、r 无关。
5.知识应用: (1)解题中的应用:
例1.同一种带电粒子以不同的速度垂直射入匀强磁场中,其运动轨迹如图所示,则可知
(1)这些速度的大小关系为 。
(2)三束粒子从O 点出发分别到达1、2、3点所用时间关系为 .
例2:如图所示,质量为m ,电量为q 的带电粒子
(重力不计)经电压为U 的电场加速后垂直进入磁感应
强度为B 有半边界的匀速磁场。
求: (1)粒子射入磁场时的速度;
(2)粒子射出磁场点与射入点之间的距离; (3)科技中的应用:
①质谱仪的原理:如图所示
根据例2的结论可知:U
B qx m 82
2 ,若已知
带电粒子的电量q ,加速电压U ,磁场的磁感应强度B ,则只要测量出偏转距离x ,便可测出带电粒子的质量。
质谱仪便是根据这个原理制成的,是测量原子量和研究同位素的重要工具。
②回旋加速器原理:
例3.回旋加速器的原理如图所示:
(1)A 0处放一粒子源,带正电的粒子以某一速率v 0垂直进入匀强磁场,在磁场中作匀速圆周运动,经过T /2,沿圆弧A 0A 1到达A 1。
(2)在A 1A ’处造成一个向上电场,使其加速,速率由v 0增加到v 1,粒子以v 1在磁场中做匀速圆周运动,虽然粒子的运动半径随速率的增大而增大,但周期与速率、半径无关,
所以经过T /2,沿半圆弧A 1’A 2’到达A 2’。
(3)在A 2’A 2处造成一向下电经加速后,速率为v 2。
(4)如此继续下去,每当粒子运动到A 1、A 3、A 5 有一向上电场加速,每当粒子运动到A 2、A 4、A 6 处有一向下电场加速,粒子沿着螺线回旋下去,速率将一步一步地增大。
若带电粒子的电量为q ,质量为m ,(重力不计)匀强磁场的感应强度为B 。
求: (1)为了每次粒子经过电场时都被加速,电场变化的周期应为多少? (2)若粒子的最大半径为R ,求粒子所能达到的最大动能。
× × × ×
6.总结、扩展
本节课我们学习了带电粒子垂直于匀强磁场运动的情况,经过实验演示和理论分析得出粒子做匀速圆周运动.并根据牛顿运动定律得出粒子运动的半径公式和周期公式.最后我们讨论了本节知识在解题和科技中的应用。
但应注意的是如果带电粒子速度方向不是垂直匀强磁场方向时,带电粒子将不再是作匀速圆周运动.
观察带电粒子的螺旋运动。
七.布置作业 八.板书设计
带电粒子在磁场中的运动
教学反思:
本节课由于恰当地将传统媒体、现代媒体与课堂教学过程进行了整合,注意了技术使用的目的、时机与效果,使学生在动眼观察、动脑思考、动口回答、动手推导等活动中,始终处于积极的学习状态。
情景的创设是课堂教学成功的关键,本堂课通过演示实验、模拟实验将学生置于一个动态的问题情景中,学生通过思考、回答、演算一个一个关联的问题,完成了本节课的知识建构。
最后通过设计回旋加速器的原理,让学生体验物理知识在科学技术上的应用,培养了学生应用知识解决问题的能力,培养了学生的科学素养。
本节课设计比较合理,学生活动充分。
由于媒体的恰当使用,本课的几个难点问题突破都很顺利。
学生在分析粒子的运动性质、画粒子运动轨迹、分析质谱仪和回旋加速器的原理时,表现得都很出色。
一、 运动轨迹
粒子作匀速圆周运动.。