带电粒子在匀强磁场中的运动精要.pptx

3.6 《带电粒子在匀强磁场中的运动》 教学目标 （一）知识与技能 1、知道什么是洛伦兹力.利用左手定则判断洛伦兹力的方向. 2、知道洛伦兹力大小的推理过程. 3、掌握垂直进入磁场方向的带电粒子，受到洛伦兹力大小的计算. 4、了解v和B垂直时的洛伦兹力大小及方向判断.理解洛伦兹力对电荷不做功. 5、了解电视显像管的工作原理 （二）过程与方法 通过观察，形成洛伦兹力的概念，同时明确洛伦兹力与安培力的关系(微观与宏观)，洛伦兹力的方向也可以用左手定则判断。通过思考与讨论，推导出洛伦兹力的大小公式F=qvBsinθ。最后了解洛伦兹力的一个应用——电视显像管中的磁偏转。 （三）情感态度与价值观 引导学生进一步学会观察、分析、推理，培养学生的科学思维和研究方法。让学生认真体会科学研究最基本的思维方法:“推理—假设—实验验证”。 二、重点与难点： 重点：1.利用左手定则会判断洛伦兹力的方向. 2.掌握垂直进入磁场方向的带电粒子，受到洛伦兹力大小的计算. 这一节承上(安培力)启下(带电粒子在磁场中的运动)，是本章的重点 难点：1.洛伦兹力对带电粒子不做功. 2.洛伦兹力方向的判断. 三、教具：电子射线管、高压电源、磁铁、多媒体 复习： 1、洛伦兹力产生的条件？ 2、洛伦兹力的大小和方向如何确定？ 3、洛伦兹力有什么特点？ 射入匀强磁场的带电粒子做怎样的运动呢？ 思考： 运动，不平行 左手定则 方向与速度方向垂直，对电荷不做功 带电粒子平行射入匀强磁场的运动状态？ （重力不计） 情景1： 情景2： 带电粒子垂直射入匀强磁场的运动状态？ （重力不计） 不受洛伦兹力 匀速圆周运动 射入匀强磁场的带电粒子做怎样的运动呢？ 匀速直线运动 洛伦兹力总与速度方向垂直 1）圆周运动的半径 2）圆周运动的周期 带电粒子在垂直于磁场的平面内做 。 匀速圆周运动 2、实验验证 当线圈间距等于线圈半径时，两线圈的总磁场在轴的中点附近的较大范围内是均匀的 通过格雷塞尔气泡室显示的带电粒子在匀强磁场中的运动径迹 2、实验验证 例题：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（如图）。求粒子 （1）进入磁场时的速率。 （2）在磁场中的轨道半径。 （一）质谱仪 测量带电粒子的质量或比荷 实际应用 （一）质谱仪 测量带电粒子的质量或比荷 实际应用 速度选择器 在复合场中作直线运动需满足 （二）直线加速器 实际应用 （二）直线加速器 （三）回旋加速器 实际应用 1）两D形盒中有匀强磁场（偏转），盒间缝隙中有交变电场（加速）。 2）交变电场的周期等于粒子做匀速圆周运动的周期。 3）粒子最后出加速器的速度大小由盒的半径决定（与加速电场无关）。 由于侠义相对论的限制，回旋加速器不能把粒子加速到任意高的速度（能量）。 1、如图所示，一束电子（电量为e)以速度V垂直射入磁感应强度为B、宽度为d的匀强磁场，穿透磁场时的速度与电子原来的入射方向的夹角为300。求 : 电子的质量m 电子在磁场中的运动时间t 课堂练习 ?2、如图所示，在半径为R 的圆的范围内，有匀强磁场，方向垂直圆所在平面向里．一带负电的质量为m电量为q粒子，从A点沿半径AO的方向射入，并从C点射出磁场．∠AOC＝120o．则此粒子在磁场中运行的时间t＝______．(不计重力)． 课堂练习 3、如图所示，在直线MN的右侧有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直向里。电子(电量e、质量m)以速度v从MN上的孔A，垂直于MN方向射入匀强磁场，途经P点，并最终打在MN上的C点、已知AP连线与 速度方向的夹角为θ，不计重力.求 （1）A、C之间的距离 （2）从A运动到P点所用的时间。 课堂练习 4、如图所示，一带正电粒子质量为m，带电量为q，从隔板ab上一个小孔P处与隔板成45°角垂直于磁感线射入磁感应强度为B的匀强磁场区，粒子初速度大小为v.不计粒子的重力.则 (1)粒子经过多长时间再次到达隔板？ (2)到达点与P点相距多远？ 课堂练习 5、长为L的水平极板间，有垂直纸面向内的匀强磁场，磁场强度为B，板间距离也为L，板不带电，现有质量为m，电量为q的带正电粒子（不计重力），从左边极板间中点处垂直磁场以速度v平行极板射入磁场，欲使粒子不打在极板上，粒子入射速度v应满足什么条件？ 课堂练习