高中物理人教版选修3-1导学案：3.6 带电粒子在匀强磁场中的运动
1 §3.6 带电粒子在匀强磁场中的运动 编号026
【课前预习练】
1．洛伦兹力方向总是 于速度方向，所以洛伦兹力不对带电粒子 ，它只改变带电粒子速度的 ，不改变带电粒子速度的
．
2．垂直射入匀强磁场的带电粒子，在匀强磁场中做 ．洛伦兹力充当 ．即Bqv＝mv2r，所以r＝mvBq，由v＝2πrT，得知T＝2πmBq
3．质谱仪的原理和应用
(1)原理图：如图所示．
(2)加速：带电粒子进入质谱仪的加速电场，由动能定理得：qU＝12mv2①
(3)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：qvB＝mv2r②
(4)由①②两式可以求出粒子的 、 、 等，其中由r＝1B2mUq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
4．回旋加速器的原理及应用
(1)构造图：如图所示．
回旋加速器的核心部件是两个 ．
(2)原理
回旋加速器有两个铜质的D形盒D1、D2，其间留有一
，加以______电压，离子源处在中心O附近，匀强磁场 D形盒表面．
粒子在两盒空间的匀强磁场中，做 ，在两盒间的空隙中，被 加速．如果交变电场的周期与粒子 相同，粒子在空隙中总被 ，半径r逐渐增大，达到预定速率后，用静电偏转极将高能粒子引出D形盒用于科学研究．
(3)用途
加速器是使 获得高能量的装置，是科学家探究 的有力工具，而且在工、农、医药等行业得到广泛应用．
5．一个质量为m、电荷量为q的粒子，在磁感应强度为B的匀强磁场中做匀速圆周运
2 动，则下列说法中正确的是( )
A．它所受的洛伦兹力是恒定不变的
B．它的速度是恒定不变的
C．它的速度与磁感应强度B成正比
D．它的运动周期与速度的大小无关
6．两个粒子，带电量相等，在同一匀强磁场中只受洛伦兹力而做匀速圆周运动( )
A．若速率相等，则半径必相等
B．若质量相等，则周期必相等
C．若动能相等，则周期必相等
D．若质量相等，则半径必相等
【课堂探究练】
【概念规律练】
知识点一 带电粒子在匀强磁场中的圆周运动
1．在匀强磁场中，一个带电粒子做匀速圆周运动，如果又垂直进入另一磁感应强度是原来的磁感应强度2倍的匀强磁场，则( )
A．粒子的速率加倍，周期减半
B．粒子的速率不变，轨道半径减半
C．粒子的速率减半，轨道半径为原来的四分之一
D．粒子的速率不变，周期减半
2．质子(p)和α粒子以相同的速率在同一匀强磁场中做匀速圆周运动，轨道半径分别为Rp和Rα，周期分别为Tp和Tα，则下列选项正确的是( )
A．Rp∶Rα＝1∶2 Tp∶Tα＝1∶2
B．Rp∶Rα＝1∶1 Tp∶Tα＝1∶1
C．Rp∶Rα＝1∶1 Tp∶Tα＝1∶2
D．Rp∶Rα＝1∶2 Tp∶Tα＝1∶1
知识点二 带电粒子在有界磁场中的圆周运动
3. 如图所示，一束电子的电荷量为e，以速度v垂直射入磁感应强度为B、宽度为d的有界匀强磁场中，穿过磁场时的速度方向与原来电子的入射方向的夹角是30°，则电子的质量是多少？电子穿过磁场的时间又是多少？
3
4. 一磁场宽度为L，磁感应强度为B，如图所示，一电荷质量为m、带电荷量为－q，不计重力，以某一速度(方向如图)射入磁场．若不使其从右边界飞出，则电荷的速度应为多大？
知识点三 质谱仪
5. 质谱仪原理如图所示，a为粒子加速器，电压为U1；b为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为B1，板间距离为d；c为偏转分离器，磁感应强度为B2.今有一质量为m、电荷量为e的正粒子(不计重力)，经加速后，该粒子恰能通过速度选择器，粒子进入分离器后做匀速圆周运动．求：
(1)粒子的速度v为多少？
(2)速度选择器的电压U2为多少？
(3)粒子在B2磁场中做匀速圆周运动的半径R为多大？
4
知识点四 回旋加速器
6．在回旋加速器中( )
A．电场用来加速带电粒子，磁场则使带电粒子回旋
B．电场和磁场同时用来加速带电粒子
C．在交流电压一定的条件下，回旋加速器的半径越大，则带电粒子获得的动能越大
D．同一带电粒子获得的最大动能只与交流电压的大小有关，而与交流电压的频率无关．
7．有一回旋加速器，它的高频电源的频率为1.2×107 Hz，D形盒的半径为0.532 m，求加速氘核时所需的磁感应强度为多大？氘核所能达到的最大动能为多少？(氘核的质量为3.3×10－27 kg，氘核的电荷量为1.6×10－19C)
【方法技巧练】
一、带电粒子在磁场中运动时间的确定方法
8. 如图所示，在第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场，一对正、负电子分别以相同
5 速度沿与x轴成60°角从原点射入磁场，则正、负电子在磁场中运动时间之比为( )
A．1∶2 B．2∶1
C．1∶3 D．1∶1
9. 如图所示，半径为r的圆形空间内，存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，一个带电粒子(不计重力)，从A点沿半径方向以速度v0垂直于磁场方向射入磁场中，并由B点射出，且∠AOB＝120°，则该粒子在磁场中运动的时间为(
)
A.2πr3v0 B.23πr3v0
C.πr3v0 D.3πr3v0
课堂学习记录：_______________________________________________________
_______________________________________________________
_______________________________________________________
6 §3.6 带电粒子在匀强磁场中的运动 编号026
【课后巩固练】
1．运动电荷进入磁场后(无其他力作用)可能做( )
A．匀速圆周运动 B．匀速直线运动
C．匀加速直线运动 D．平抛运动
2．有三束粒子，分别是质子(p)、氚核(31H)和α粒子(42He)束，如果它们以相同的速度沿垂直于磁场方向射入匀强磁场(磁场方向垂直纸面向里)，在下面所示的四个图中，能正确表示出这三束粒子运动轨迹的是(
)
3．带电粒子进入云室会使云室中的气体电离，从而显示其运动轨迹．如图所示是在有匀强磁场的云室中观察到的粒子的轨迹，a和b是轨迹上的两点，匀强磁场B垂直于纸面向里．该粒子在运动时，其质量和电荷量不变，而动能逐渐减少，下列说法正确的是(
)
A．粒子先经过a点，再经过b点
B．粒子先经过b点，再经过a点
C．粒子带负电
D．粒子带正电
4．质子(11H)和α粒子(42He)在同一匀强磁场中做半径相同的圆周运动．由此可知质子的动能E1和α粒子的动能E2之比E1∶E2等于( )
A．4∶1 B．1∶1
C．1∶2 D．2∶1
5. 长为l的水平极板间有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，板间距离也为l，板不带电．现有质量为m、电荷量为q的带正电粒子(不计重力)，从左边极板间中点处垂直磁感线以速度v水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，可采用的办法是( )
7 A．使粒子的速度v
B．使粒子的速度v>5Bql4m
C．使粒子的速度v>Bqlm
D．使粒子的速度Bql4m
6．如图所示，在边界PQ上方有垂直纸面向里的匀强磁场，一对正、负电子同时从边界上的O点沿与PQ成θ角的方向以相同的速度v射入磁场中，则关于正、负电子，下列说法不正确的是(
)
A．在磁场中的运动时间相同
B．在磁场中运动的轨道半径相同
C．出边界时两者的速度相同
D．出边界点到O点处的距离相等
7. 如图所示，ab是一弯管，其中心线是半径为R的一段圆弧，将它置于一给定的匀强磁场中，磁场方向垂直于圆弧所在平面，并且指向纸外．有一束粒子对准a端射入弯管，粒子有不同的质量、不同的速度，但都是一价正离子(
)
A．只有速度v大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管
B．只有质量m大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管
C．只有m、v的乘积大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管
D．只有动能Ek大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管
8. 如图所示，一带负电的质点在固定的正的点电荷作用下绕该正电荷做匀速圆周运动，周期为T0，轨道平面位于纸面内，质点的速度方向如图中箭头所示．现加一垂直于轨道平面的匀强磁场，已知轨道半径并不因此而改变，则(
)
A．若磁场方向指向纸里，质点运动的周期将大于T0
B．若磁场方向指向纸里，质点运动的周期将小于T0
8 C．若磁场方向指向纸外，质点运动的周期将大于T0
D．若磁场方向指向纸外，质点运动的周期将小于T0
9．回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底面的匀强磁场中，如图12所示，要增大带电粒子射出时的动能，下列说法中正确的是(
)
A．增大匀强电场间的加速电压
B．增大磁场的磁感应强度
C．减小狭缝间的距离
D．增大D形金属盒的半径
10. 质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图所示，离子源S产生一个质量为m，电荷量为q的正离子，离子产生出来时的速度很小，可以看作是静止的，离子产生出来后经过电压U加速，进入磁感应强度为B的匀强磁场，沿着半圆运动而达到记录它的照相底片P上，测得它在P上的位置到入口处S1的距离为x，则下列说法正确的是(
)
A．若某离子经上述装置后，测得它在P上的位置到入口处S1的距离大于x，则说明离子的质量一定变大
B．若某离子经上述装置后，测得它在P上的位置到入口处S1的距离大于x，则说明加速电压U一定变大
C．若某离子经上述装置后，测得它在P上的位置到入口处S1的距离大于x，则说明磁感应强度B一定变大
D．若某离子经上述装置后，测得它在P上的位置到入口处S1的距离大于x，则说明离子所带电荷量q可能变小
11．回旋加速器D形盒中央为质子流，D形盒的交流电压为U，静止质子经电场加速后，
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)
2018—2019学年度第一学期
渤海高中高二物理教案
主备人： 使用人： 时间：2018年12月19日
课题 带电粒子在匀强磁场中的运动（一） 课型 新授课
教学
重点 1．知道带电粒子沿着垂直于磁场方向射入匀强磁场会做匀速圆周运动。
2．理解洛伦兹力对运动电荷不做功
3.知道回旋加速器，质谱仪的基本构造、原理及用途。 依据：根据普通高中物理课程标准及2017高中物理考纲中要求学生理解物理概念及物理规律的确切含义
教学
难点 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 依据：根据普通高中物理课程标准及2017高中物理考纲中要求
学习
目标 一、知识目标：
1.学生能说出带电粒子沿着垂直于磁场方向射入匀强磁场会做匀速圆周运动。
2．学生能说出洛伦兹力对运动电荷不做功
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、二、能力目标：
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。 理由：根据普通高中物理课程标准的要求。
教具 教材、练习册、PPT。
教学
环节 教学内容 教师行为 学生行为 设计意图 时间
课前
三分钟（自主学校对课前自主学习答案，进行自我批改，更正。 巡视检查学生完成情况。
由课代表上前校对答案更正。 校对课前自主学习知识点填空，加深3分钟
习验收） 基础知识记忆。
1
承接结果环节
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
2、匀速圆周运动
二、带电粒子在匀强磁场中匀速圆周运动
1、条件
2、受力分析
3、轨迹半径和周期
三、质谱仪和回旋加速器 提出问题：
洛伦兹力的公式
向心力的公式
运动的带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的向心力由谁提供，可以列出什么等式关系？
1、学生回答。
2、学生根据问题讲解知识点
学生分组讨论，交换不同意见
3、学生回答并补充。
1、承接自主学习
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。磁场在整个高中物理中占着很重要的地位，是学生学习的重点内容。带电粒子在匀强磁场中的运动既是力与运动、功与能知识的应用，又是力、电综合问题解决的基础，故本节内容的学习既是对前面知识的复习回顾，又为处理后面复杂的带电粒子在匀强磁场中运动的做了铺垫，为质谱仪、回旋加速器等大量科学器件的原理分析做了知识上的储备。
2020高中物理3.6带电粒子在匀强磁场中运动律教案新人教版选修3-1
3.6带电粒子在匀强磁场中运动
课题 第3 章6 节 课时安排：3 个课时
知识目标：
1 •理解带电粒子在匀强磁场中垂直于磁场方向运动时，为什么会做匀速圆周运动.
2•掌握带电粒子做圆周运动的半径公式与周期公式及其推导过程.
3•了解回旋加速器的工作原理，加深对半径公式与周期公式的理解 能力目标：
培养学生的迁移能力，体会如何用已学知识来探讨研究新问题 情感目标：
开阔学生眼界，了解物理学知识在高新科技领域的应用，激发学生学习物理知识的兴趣 重点内容：
1. 洛仑兹力F=Bqv的应用
2. 半径R和周期T与哪些因素有关及其公式的应用
落实方案：讲练结合
难点内容：速度选择器和质谱仪工作原理的理解和应用
落实方案：讲练结合
教师活动 教学内容 第二 课时 学生活动
（一）引入新课
1. 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）
Ex x x x
BUT I::
一］ X x x X
團1
回答：平抛和匀速圆周运动.
在此学生很有可能根据带电粒子进入匀强电场做 平抛运动的经验，误认为带电粒子垂直进入匀强磁场也 做平抛运动.在这里不管学生回答正确与错误， 都应马 上追问：为什么？引导学生思考，自己得出正确答案.
2. 观察演示实验：带电粒子在磁场中的运动一一洛仑 兹力演示仪.
3. 看图，比较带电粒子垂直进入匀强电场和磁场这两 种情况下轨迹的差别.
通过学生的回答，展开讨论，让同学自己得出正确 的答案，强化上节所学知识一一洛仑兹力产生条件， 洛 仑兹力大小、方向的计算和判断方法.
结论：（板书）
① 带电粒子垂直进入匀强磁场，其初速度v与磁场垂直， 根据左手定则，其受洛仑兹力的方向也跟磁场方向垂
直，并与初速度方向都在同一垂直磁场的平面内， 所以 粒子只能在该平面内运动.
② 洛仑兹力总是跟带电粒子的运动方向垂直，它只改变 一.运动轨迹：
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=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。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=qvB）
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(5)
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；
2021年高中物理 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
第六节 带电粒子在匀强磁场中的运动
教学目标：
（一）学问与技能
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
通过综合运用力学学问、电磁学学问解决带电粒子在复合场（电场、磁场）中的问题，培育同学的分析推理力气。
（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。
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。
教学难点：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、电磁学学问解决带电粒子在复合场中的问题。
教学用具：洛伦兹力演示仪、感应线圈、电源、多媒体等
教学过程：
（一）引入新课
［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确定受洛伦兹力？［不愿定，洛伦兹力的计算公式为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。］
［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？今日我们来学习—带电粒子在匀强磁场中的运动
（二）新课教学
【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出辉光，显示出电子的径迹，后进行试验。（并说明相关问题104-105页）
老师进行演示试验.
［试验现象］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。
［老师引导同学分析得出结论］
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。
人教版高中物理选修3-1 3.6 带电粒子在匀强电场中的运动 教案
教学设计
教学主题 带电粒子在电场中的运动
一、教材分析
带电粒子在电场中的运动，是静电场一章的最后一节，是静电场知识的综合应用；同时，也是动能定理、曲线运动研究方法在实际物理模型中的具体体现。是物理学科的核心内容。
二、学生分析
学生对本节知识有强烈的兴趣和好奇心，学生对物体的运动规律及分析方法比较熟练，利用已有知识进行新规律的探究，既有挑战性，也有成就感。带电粒子的运动又具有很强的抽象性，学生接触这一新的模型，又有一定的害怕心理。
三、教学目标
1、学会用动能定理处理带电粒子在电场中的加速问题。
2、会用平抛运动的处理方法分析带电粒子在电场中的偏转。
3、提高深化力学中解决动力学问题的基本方法。
4、了解示波器的工作原理及应用
四、教学环境
√□简易多媒体教学环境 □交互式多媒体教学环境 □网络多媒体环境教学环境 □移动学习 □其他
五、信息技术应用思路（突出三个方面：使用哪些技术？在哪些教学环节如何使用这些技术？使用这些技术的预期效果是？）200字
PPT课件展示图片，flash动画模拟带电粒子的加速与偏转及示波器工作原理，
激发兴趣，变抽象为直观，帮助学生理解
六、教学流程设计（可加行）
教学环节
（如：导入、讲授、复习、训练、实验、研讨、探究、评价、建构） 教师活动 学生活动 信息技术支持（资源、方法、手段等）
新课引入 提出问题：如何获取高能粒子呢？
播放一段新闻视频，让学生了解世界上最大的粒子加速器，强子对撞机，展示相关图片。
提出见解，观看视频 通过对最新科学知识的了解，吸引学生对新课的兴趣，激发学生的求知欲望，引出新课。
带电粒子在匀强电场中的运动.ppt
新课讲解
提出问题：提供何种电场才能使带电粒子只被加速而不改变方向呢？
学生思考并阐述
（一）粒子在电场中的加速
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
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。
二、学生分析
在思维方法方面，已具备了一定的探究能力、逻辑思维能力及推算能力。但是由于日常生活中我们无法用肉眼观察到运动电荷，学生对电荷在磁场中的运动缺乏感性认知。而我们的学生习惯于形象思维，对微观的物理知识意识较薄弱，知识的系统性也不足。
三、教学目标
◆知识与技能：
（1）会用左手定则判断洛伦兹力的方向；
（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
（2）让学生认真体会科学研究最基本的思维方法:“观察—猜想—实验验证”。
四、教学环境
□简易多媒体教学环境 □交互式多媒体教学环境 □网络多媒体环境教学环境 □移动学习 □其他
五、信息技术应用思路（突出三个方面：使用哪些技术？在哪些教学环节如何使用这些技术？使用这些技术的预期效果是？）200字 多媒体 信息技术，应用多媒体展示授课思路，学生能够清楚明确本节课学习目标，学习环节。用多媒体展示视频，学生能都直观的了解实验现象，增强课堂的生动性和趣味 性。让课堂充满活力，好多问题学生不再一味的空想，能够看到实际情况。多媒体展示学生案例，能够让同学们相互改进，提出不足。
人教版物理【选修3-1】学案：3.6《带电粒子在匀强磁场中的运动》(含答案)
选修3-1第三章
3.6带电粒子在匀强磁场中的运动
课前预习学案
一、预习目标
1、知道洛伦兹力对粒子不做功。
2、知道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、写出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、了解回旋加速器的工作原理。
二、预习内容
1．带电粒子在匀强磁场中的运动
(1)带电粒子的运动方向与磁场方向平行：做 运动。
(2)带电粒子的运动方向与磁场方向垂直：粒子做 运动且运动的轨迹平面与磁场方向 。轨道半径公式： 周期公式： 。
(3)带电粒子的运动方向与磁场方向成θ角：粒子在垂直于磁场方向作 运动，在平行磁场方向作
运动。叠加后粒子作等距螺旋线运动。
2．质谱仪是一种十分精密的仪器，是测量带电粒子的
和分析
的重要工具。
3．回旋加速器：
(1)使带电粒子加速的方法有：经过多次
直线加速；利用电场
和磁场的
作用，回旋 速。
(2) 回旋加速器是利用电场对电荷的加速作用和磁场对运动电荷的偏转作用，在 的范围内来获得
的装置。
(3)为了保证每次带电粒子经过狭缝时均被加速，使之能量不断提高，要在狭缝处加一个
电压，产生交变电场的频率跟粒子运动的频率 。
⑷带电粒子获得的最大能量与D形盒
有关。
三、提出疑惑
课内探究学案
一、学习目标
1、理解洛伦兹力对粒子不做功。
2、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。
3、了解回旋加速器的工作原理。
二、学习过程
例1 三种粒子H11、H21、He42，它们以下列情况垂直进入同一匀强磁场，求它们的轨道半径之比。
①具有相同速度；
③具有相同动能。
例2 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3所示。求
高中物理：3.6《带电粒子在匀强磁场中的运动》学案(3)(新人教版选修3-1)
用心 爱心 专心 3.6 带电粒子在匀强磁场中的运动（三）
【学习目标】
1、知道质谱仪的工作原理。
2、知道回旋加速器的基本构造、工作原理 、及用途 。
【重点难点】带电粒子在回旋加速器中的运动情况分析。
【要点导学】
1、质谱仪由静电加速极、速度选择器、______________、显示屏等组成.
2、试述质谱仪的工作原理:______________________________________________________
3、回旋加速器核心部件为______________（加匀强磁场）和_____________（加交变电场）。
4、回旋加速器加速原理：_______________________________________________________
【典型例题】
1、质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具.它的构造原理如图所示，离子源S生带电量为q的某种正离子，离子产生出米时的速度很小，可以看作是静止的，离子经过电压U加速后形成离子束流，然后垂直于磁场方向进入磁感应强度为B的匀强磁场，沿着半圆周运动而到达记录它的照相底片P上.实验测得:它在P上的位置到入口处S1的距离为a，离子束流的电流为I.请回答卜列问题:
(1)在时间t内射到照相底片P上的离子的数目为__ It/q _.
(2)单位时间穿过入口处S1离子束流的能量为___ UI _____.
(3)试证明这种离子的质量为22a8UqBm.
2. 用一回旋加速质子，半圆形D盒电极半径为0.532m，盒内磁感应强度B=1.64T，已知质子的质量m=1.67×10-27㎏，电量q=1.6×10-19C。试求：
⑴所需高频交流电压的频率为多少？
⑵质子能达到的最大能量是多少？
3、目前世界上正在研究的新型发电机磁流体发电机的原理如图所示.设想在相距为d,且足够长的甲、乙两金属板间加有垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场,两板通过电键和灯泡相连,将气体加热到使之高度电离.由于正负电荷一样多,且带电量均为q,故称为等离子体.将其以速度V喷入甲、乙两板之间,这时甲、乙两板就会聚集电荷,产生电压,它可以直接把内能转化为电能.试问：(1)图中哪个极板是发电机的正极?(2)发电机的电动势多大?(3)设喷入两极间的离子流每立方米有n对一价正负离子,等离子体的截面积为S,则发电机的最大功率多大? 用心 爱心 专心 答案:(1)甲(2)Bdv(3)2ndqSBv2