《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 说课稿

说课人：刘娜

【教学目标】 （一）主要目标

1.理解带电粒子的初速度方向与磁感应强度方向垂直时，在匀强磁场中做匀速圆周运动。

2.熟练掌握\带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动\的基本规律。

3.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，学会解答有关问题。

4.知道质谱仪的工作原理及旋加速器的基本构造、工作原理及用途。

（二）同时目标

1.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。

2.培养学生综合分析问题的能力，体会物理知识的实际应用。 【教材分析】

本节是本章知识的重要应用之一，是力学知识和电磁学知识的综合。 通过对本节知识的学习，学生能够把洛伦兹力和动力学知识有机地结合起来，加深对力、磁场知识的理解，有利于培养学生用物理规律解决实际问题的能力。 【教学重点】

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。 【教学难点】

1.带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动的基本规律。qvB=mv2/r

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.

【教学方法】 分析法、讲练法 【教学用具】 多媒体 【教学过程】

（一） 复习旧知 引入新课

教师活动：匀速圆周运动受力有什么特点？向心力大小公式？速度有什么特点？

学生活动：做匀速圆周运动的物体受力合力指向圆心，F=mv2/r，速度大小不变，方向不断改变。[来源:学科网]

教师活动:带电粒子在磁场中一定受到洛伦兹力吗？

学生活动：当带电粒子的速度与磁场方向平行时，带电粒子不受洛念伦兹力。

教师活动：洛伦兹力的大小怎么计算？ 学生活动：F=qvBsinθ

教师活动：洛伦兹力的方向如何确定？ 学生活动：左手定则

教师活动：洛伦兹力有什么特点？

学生活动：对运动电荷不做功，不改变速度大小只改变速度方向。 引入：带电粒子进入匀强磁场时将做什么运动呢？今天我们就来讨论—带电

粒子在匀强磁场中的运动 （二）新课教学

一.带电粒子在匀强磁场中的运动（重力不计） 1.带电粒子平行射入匀强磁场的运动状态？ 学生分析得出结论：匀速直线运动

2.带电粒子垂直射入匀强磁场的运动状态？ 理论分析:首先回顾匀速圆周运动的特点：速率不变，向心力和速度垂直且始终在同一平面，向心力大小不变始终指向圆心。带电粒子在匀强磁场中的运动时速度、受力否符合上面3个特点。

得出猜想：带电粒子垂直射入匀强磁场后做匀速圆周运动。 3.在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径r和周期T，与速度v、磁场强度B的关系？

带领学生推导：

（1）圆周运动的半径 qvB=mv/R R=mv/qB

2（2）圆周运动的周期 T==2πR/v T=2πm/Bq 教师总结：

①同一粒子在相同磁场中半径跟速率成正比。 ②同一磁场周期与r和v均无关，而与比荷q/m成反比。

实验验证1—洛伦兹力演示仪 (1)

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：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）实验结论：

①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。

②磁场强度不变，粒子射入的速度增加，轨道半径也增大。 ③粒子射入速度不变，磁场强度增大，轨道半径减小。 实验验证2

图片：带电粒子在汽泡室运动径迹的照片。有的粒子运动过程中能量降低，速度减小，径迹就呈螺旋形。

结论：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。

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：