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19選修3-1第三章 磁場 教案第一節(jié) 磁現(xiàn)象和磁場(1課時)一教學(xué)目標(biāo)(一)知識與技能1了解磁現(xiàn)象,知道磁性、磁極的概念。2知道電流的磁效應(yīng)、磁極間的相互作用。3知道磁極和磁極之間、磁極和電流之間、電流和電流之間都是通過磁場發(fā)生相互作用的.知道地球具有磁性。(二)過程與方法利用類比法、實(shí)驗(yàn)法、比較法使學(xué)生通過對磁場的客觀認(rèn)識去理解磁場的客觀實(shí)在性。(三)情感態(tài)度與價值觀通過類比的學(xué)習(xí)方法,培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力,體現(xiàn)磁現(xiàn)象的廣泛性二重點(diǎn)與難點(diǎn):重點(diǎn):電流的磁效應(yīng)和磁場概念的形成難點(diǎn):磁現(xiàn)象的應(yīng)用三、教具:多媒體、條形磁鐵、直導(dǎo)線、小磁針若干、投影儀四、教學(xué)過程:(一)引入:介紹生活中的有關(guān)磁現(xiàn)象及本章所要研究的內(nèi)容。在本章,我們要學(xué)習(xí)磁現(xiàn)象、磁場的描述、磁場對電流的作用以及對運(yùn)動電荷的作用,知識主線十分清晰。本章共二個單元。第一、二、三節(jié)為第一單元;第四第六節(jié)為第二單元。復(fù)習(xí)提問,引入新課問題初中學(xué)過磁體有幾個磁極?學(xué)生答磁體有兩個磁極:南極、北極.問題磁極間相互作用的規(guī)律是什么?學(xué)生答同名磁極相互排斥,異名磁極相互吸引.問題兩個不直接接觸的磁極之間是通過什么發(fā)生相互作用的?學(xué)生答磁場.過渡語磁場我們在初中就有所了解,從今天我們要更加深入地學(xué)習(xí)它。(二)新課講解-第一節(jié)、磁現(xiàn)象和磁場1磁現(xiàn)象 (1)通過介紹人們對磁現(xiàn)象的認(rèn)識過程和我國古代對磁現(xiàn)象的研究、指南針的發(fā)明和作用來認(rèn)識磁現(xiàn)象(2)可以通過演示實(shí)驗(yàn)(磁極之間的相互作用、磁鐵對鐵釘?shù)奈?和生活生產(chǎn)中涉及的磁體(喇叭、磁盤、磁帶、磁卡、門吸、電動機(jī)、電流表)來形象生動地認(rèn)識磁現(xiàn)象。 【板書】磁性、磁體、磁極:能吸引鐵質(zhì)物體的性質(zhì)叫磁性。具有磁性的物體叫磁體,磁體中磁性最強(qiáng)的區(qū)域叫磁極。2電流的磁效應(yīng) (1)介紹人類認(rèn)識電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象的過程。(2)演示奧斯特實(shí)驗(yàn):讓學(xué)生直觀認(rèn)識電流的磁效應(yīng)。做實(shí)驗(yàn)時可以分為四種情形觀察并記錄現(xiàn)象:水平電流在小磁針的正上方時,讓電流分別由南向北流和由北向南流;水平電流在小磁針的正下方時,讓電流分別由南向北和由北向南流。在認(rèn)識電流的磁效應(yīng)的同時,也為地磁場和通電直導(dǎo)線的磁場的教學(xué)埋下伏筆,也可以留下問題讓學(xué)生思考。 了解電流的磁效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)過程,體現(xiàn)物理思想(電與磁有聯(lián)系)和研究方法(奧斯特實(shí)驗(yàn)),認(rèn)識到奧斯特實(shí)驗(yàn)在電磁學(xué)中的重要意義(打開了電磁學(xué)的大門),為后來法拉第的研究工作(電能生磁、磁也可以生電)奠定了基礎(chǔ)?!景鍟?】磁極間的相互作用規(guī)律:同名磁極相互排斥,異名磁極相互吸引.(與電荷類比)【板書2】電流的磁效應(yīng):電流通過導(dǎo)體時導(dǎo)體周圍存在磁場的現(xiàn)象(奧斯特實(shí)驗(yàn))。3磁場 演示:磁場對電流的作用,電流與電流的作用,類比于庫侖力和電場,形成磁場的概念,應(yīng)說明磁場雖然看不見、摸不著,但是和電場一樣都是客觀存在的一種物質(zhì),我們可以通過磁場對磁體或電流的作用而認(rèn)識磁場。【板書1】磁場的概念:磁體周圍存在的一種特殊物質(zhì)(看不見摸不著,是物質(zhì)存在的一種特殊形式)?!景鍟?】.磁場的基本性質(zhì):對處于其中的磁極和電流有力的作用.【板書3】磁場是媒介物:磁極間、電流間、磁極與電流間的相互作用是通過磁場發(fā)生的。 4磁性的地球 明白地理的南北極和地磁的南北極的區(qū)別,了解磁偏角,介紹沈括對磁偏角的研究。用一個條形磁鐵來模擬地磁場,說明小磁針靜止時為什么會指向地理的南北極?!景鍟?】地球是一個巨大的磁體,地球周圍存在磁場-地磁場。地球的地理兩極與地磁兩極不重合(地磁的N極在地理的南極附近,地磁的S極在地理的北極附近),其間存在磁偏角。地磁體周圍的磁場分布情況和條形磁鐵周圍的磁場分布情況相似。 宇宙中的許多天體都有磁場。月球也有磁場。(三)對本節(jié)知識做簡要的小結(jié)(四)鞏固新課:1。讓學(xué)生復(fù)習(xí)課本內(nèi)容。2。指導(dǎo)學(xué)生閱讀STS3。完成問題與練習(xí)(作練習(xí))第二節(jié) 、 磁感應(yīng)強(qiáng)度(1課時)一、教學(xué)目標(biāo)(一)知識與技能1理解和掌握磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向和大小、單位。2能用磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式進(jìn)行有關(guān)計算。(二)過程與方法通過觀察、類比(與電場強(qiáng)度的定義的類比)使學(xué)生理解和掌握磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念,為學(xué)生形成物理概念奠定了堅實(shí)的基礎(chǔ)。(三)情感態(tài)度與價值觀 培養(yǎng)學(xué)生探究物理現(xiàn)象的興趣,提高綜合學(xué)習(xí)能力。二、重點(diǎn)與難點(diǎn):磁感應(yīng)強(qiáng)度概念的建立是本節(jié)的重點(diǎn)(仍至本章的重點(diǎn)),也是本節(jié)的難點(diǎn),通過與電場強(qiáng)度的定義的類比和演示實(shí)驗(yàn)來突破難點(diǎn)三、教具:蹄形磁鐵,低壓電源,多媒體等。 四、教學(xué)過程:(一)復(fù)習(xí)上課時知識后引入要點(diǎn):磁場的概念。 提問、引入新課:磁場不僅具有方向,而且也具有強(qiáng)弱,為表征磁場的強(qiáng)弱和方向就要引入一個物理量.怎樣的物理量能夠起到這樣的作用呢? (緊接著教師提問以下問題.)1 哪個物理量來描述電場的強(qiáng)弱和方向?學(xué)生答用電場強(qiáng)度來描述電場的強(qiáng)弱和方向.2電場強(qiáng)度是如何定義的?其定義式是什么?學(xué)生答電場強(qiáng)度是通過將一檢驗(yàn)電荷放在電場中分析電荷所受的電場力與檢驗(yàn)電荷量的比值來定義的,其定義式為E=F/q過渡語:今天我們用相類似的方法來學(xué)習(xí)描述磁場強(qiáng)弱和方向的物理量磁感應(yīng)強(qiáng)度.(二)新課講解-第二節(jié) 、 磁感應(yīng)強(qiáng)度1磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向 【演示】讓小磁針處于條形磁鐵產(chǎn)生的磁場和豎直方向通電導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場中的各個點(diǎn)時,小磁針的N極所指的方向不同,來認(rèn)識磁場具有方向性,明確磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向的規(guī)定。 【板書】小磁針靜止時N極所指的方向規(guī)定為該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向過渡語:能不能用很小一段通電導(dǎo)體來檢驗(yàn)磁場的強(qiáng)弱呢?2磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小【演示1】用不同的條形磁鐵所能吸起的鐵釘?shù)膫€數(shù)是不同的,說明磁場有強(qiáng)弱?!狙菔?】探究影響通電導(dǎo)線受力的因素(如圖)先介紹勻強(qiáng)磁場:如果磁場的某一區(qū)域里,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向處處相同,這個區(qū)域的磁場叫勻強(qiáng)磁場。后定性演示(控制變量法)保持通電導(dǎo)線的長度不變,改變電流的大小保持電流不變,改變通電導(dǎo)線的長度。讓學(xué)生觀察導(dǎo)線受力情況?!景鍟?】精確實(shí)驗(yàn)表明,通電導(dǎo)線和磁場方向垂直時,通電導(dǎo)線受力(磁場力)大小 寫成等式為:F = BIL 式中B為比例系數(shù)。注意:B與導(dǎo)線的長度和電流的大小無關(guān)在不同的磁場中B的值不同(即使同樣的電流導(dǎo)線的受力也不樣)再用類比電場強(qiáng)度的定義方法,從而得出磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式【板書2】磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?。ū碚鞔艌鰪?qiáng)弱的物理量)(1)定義: 在磁場中垂直于磁場方向的通電導(dǎo)線,所受的力(安培力)F跟電流I和導(dǎo)線長度L的乘積IL的比值叫磁感應(yīng)強(qiáng)度。符號:B說明:如果導(dǎo)線很短很短,B就是導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度。其中,I和導(dǎo)線長度L的乘積IL稱電流元。(2)定義式: (3)單位:在國際單位制中是特斯特,簡稱特,符號T. 1T=N/Am(4)物理意義:磁感應(yīng)強(qiáng)度B是表示磁場強(qiáng)弱的物理量. 對B的定義式的理解:要使學(xué)生了解比值F/IL是磁場中各點(diǎn)的位置函數(shù)。換句話說,在非勻強(qiáng)磁場中比值F/IL是因點(diǎn)而異的,也就是在磁場中某一確定位置處,無論怎樣改變I和L,F(xiàn)都與IL的乘積大小成比例地變化,比值F/IL跟IL的乘積大小無關(guān)。因此,比值F/IL的大小反映了各不同位置處磁場的強(qiáng)弱程度,所以人們用它來定義磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度。還應(yīng)說明F是指通電導(dǎo)線電流方向跟所在處磁場方向垂直時的磁場力,此時通電導(dǎo)線受到的磁場力最大。 有的學(xué)生往往單純從數(shù)學(xué)角度出發(fā),曲公式B= F/IL得出磁場中某點(diǎn)的B與F成正比,與IL成反比的錯誤結(jié)論。 應(yīng)強(qiáng)調(diào)說明對于確定的磁場中某一位置來說,B并不因探測電流和線段長短(電流元)的改變而改變,而是由磁場自身決定的;比值F/IL不變這一事實(shí)正反映了所量度位置的磁場強(qiáng)弱程度是一定的?!纠看艌鲋蟹乓桓c磁場方向垂直的通電導(dǎo)線,它的電流強(qiáng)度是2.5 A,導(dǎo)線長1 cm,它受到的安培力為510-2 N,則這個位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度是多大?解答:介紹一些磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度值。(P89表3。2-1)(三)小結(jié):可繼續(xù)類比磁場與靜電場,小結(jié)出以下兩個方面: 一是電場力與磁場力在方向上是有差異的。電場力的方向總是與電場強(qiáng)度E的方向相同或相反;而磁場力的方向恒與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向垂直。 二是E和B在引入方法上也是有差異的。在電場強(qiáng)度E的引入中,考慮到的是電場中檢驗(yàn)電荷所受的力F與檢驗(yàn)電荷所帶電量q之比;而在磁感應(yīng)強(qiáng)度B的引入中,考慮的是磁場中檢驗(yàn)電流元所受的力F與乘積IL之比。(四)鞏固新課:(1)指導(dǎo)學(xué)生閱讀“科學(xué)漫步”。(2)指導(dǎo)學(xué)生完成P90“問題與練習(xí)”1-3題(3)課后復(fù)習(xí)本節(jié)內(nèi)容。第三節(jié) 、幾種常見的磁場(1.5課時)一、教學(xué)目標(biāo)(一)知識與技能 1知道什么叫磁感線。2知道幾種常見的磁場(條形、蹄形,直線電流、環(huán)形電流、通電螺線管)及磁感線分布的情況3會用安培定則判斷直線電流、環(huán)形電流和通電螺線管的磁場方向。4知道安培分子電流假說,并能解釋有關(guān)現(xiàn)象5理解勻強(qiáng)磁場的概念,明確兩種情形的勻強(qiáng)磁場6理解磁通量的概念并能進(jìn)行有關(guān)計算(二)過程與方法通過實(shí)驗(yàn)和學(xué)生動手(運(yùn)用安培定則)、類比的方法加深對本節(jié)基礎(chǔ)知識的認(rèn)識。(三)情感態(tài)度與價值觀1.進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)觀察、分析的能力.2.培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力.二、重點(diǎn)與難點(diǎn):1會用安培定則判定直線電流、環(huán)形電流及通電螺線管的磁場方向.2正確理解磁通量的概念并能進(jìn)行有關(guān)計算三、教具:多媒體、條形磁鐵、直導(dǎo)線、環(huán)形電流、通電螺線管、小磁針若干、投影儀、展示臺、學(xué)生電源四、教學(xué)過程:(一)復(fù)習(xí)引入 要點(diǎn):磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和方向。啟發(fā)學(xué)生思考電場可以用電場線形象地描述,磁場可以用什么來描述呢?學(xué)生答磁場可以用磁感線形象地描述.- 引入新課(老師)類比電場線可以很好地描述電場強(qiáng)度的大小和方向,同樣,也可以用磁感線來描述磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向(二)新課講解【板書】1磁感線(1)磁感線的定義在磁場中畫出一些曲線,使曲線上每一點(diǎn)的切線方向都跟這點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向一致,這樣的曲線叫做磁感線。(2)特點(diǎn): A、磁感線是閉合曲線,磁鐵外部的磁感線是從北極出來,回到磁鐵的南極,內(nèi)部是從南極到北極.B、每條磁感線都是閉合曲線,任意兩條磁感線不相交。C、磁感線上每一點(diǎn)的切線方向都表示該點(diǎn)的磁場方向。D、磁感線的疏密程度表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小【演示】用鐵屑模擬磁感線的形狀,加深對磁感線的認(rèn)識。同時與電場線加以類比?!咀⒁狻看艌鲋胁]有磁感線客觀存在,而是人們?yōu)榱搜芯繂栴}的方便而假想的。區(qū)別電場線和磁感線的不同之處:電場線是不閉合的,而磁感線則是閉合曲線。2幾種常見的磁場【演示】用鐵屑模擬磁感線的演示實(shí)驗(yàn),使學(xué)生直觀地明確條形磁鐵、蹄形磁鐵、通電直導(dǎo)線、通電環(huán)形電流、通電螺線管以及地磁場(簡化為一個大的條形磁鐵)各自的磁感線的分布情況(磁感線的走向及疏密分布)。用投影片逐一展示:條形磁鐵(圖1)、蹄形磁鐵(圖2)、通電直導(dǎo)線(圖3)、通電環(huán)形電流(圖4)、通電螺線管以及地磁場(簡化為一個大的條形磁鐵) (圖5)、輻向磁場(圖6)、還有二同名磁極和二異名磁極的磁場。(1)條形、蹄形磁鐵,同名、異名磁極的磁場周圍磁感線的分布情況(圖1、圖2)(2)電流的磁場與安培定則直線電流周圍的磁場在引導(dǎo)學(xué)生分析歸納的基礎(chǔ)上得出直線電流周圍的磁感線:是一些以導(dǎo)線上各點(diǎn)為圓心的同心圓,這些同心圓都在跟導(dǎo)線垂直的平面上.(圖3)直線電流的方向和磁感線方向之間的關(guān)系可用安培定則(也叫右手螺旋定則)來判定:用右手握住導(dǎo)線,讓伸直的大拇指所指的方向跟電流的方向一致,彎曲的四指所指的方向就是磁感線的環(huán)繞方向.環(huán)形電流的磁場環(huán)形電流磁場的磁感線:是一些圍繞環(huán)形導(dǎo)線的閉合曲線,在環(huán)形導(dǎo)線的中心軸線上,磁感線和環(huán)形導(dǎo)線的平面垂直(圖4)。教師引導(dǎo)學(xué)生得環(huán)形電流的方向跟中心軸線上的磁感線方向之間的關(guān)系也可以用安培定則來判定:讓右手彎曲的四指和和環(huán)形電流的方向一致,伸直的大拇指所指的方向就是環(huán)形導(dǎo)線中心軸線上磁感線的方向.通電螺線管的磁場.通電螺線管磁場的磁感線:和條形磁鐵外部的磁感線相似,一端相當(dāng)于南極,一端相當(dāng)于北極;內(nèi)部的磁感線和螺線管的軸線平行,方向由南極指向北極,并和外部的磁感線連接,形成一些環(huán)繞電流的閉合曲線(圖5)通電螺線管的電流方向和它的磁感線方向之間的關(guān)系,也可用安培定則來判定:用右手握住螺線管,讓彎曲四指所指的方向和電流的方向一致,則大拇指所指的方向就是螺線管的北極(螺線管內(nèi)部磁感線的方向).電流磁場(和天然磁鐵相比)的特點(diǎn):磁場的有無可由通斷電來控制;磁場的極性可以由電流方向變換;磁場的強(qiáng)弱可由電流的大小來控制?!菊f明】由于后面的安培力、洛倫茲力、電磁感應(yīng)與磁感應(yīng)強(qiáng)度密切相關(guān),幾種常見磁場的磁感線的分布是一個非?;镜膬?nèi)容,不掌握好,對后面的學(xué)習(xí)有很大影響。3安培分子電流假說(1)安培分子電流假說(P92)對分子電流,結(jié)合環(huán)形電流產(chǎn)生的磁場的知識及安培定則,以便學(xué)生更容易理解“它的兩側(cè)相當(dāng)于兩個磁極”,這句話;并應(yīng)強(qiáng)調(diào)“這兩個磁極跟分子電流不可分割的聯(lián)系在一起”,以便使他們了解磁極為什么不能以單獨(dú)的N極或S極存在的道理。(2)安培假說能夠解釋的一些問題 可以用回形針、酒精燈、條形磁鐵、充磁機(jī)做好磁化和退磁的演示實(shí)驗(yàn),加深學(xué)生的印象。舉生活中的例子說明,比如磁卡不能與磁鐵放在一起等等?!菊f明】“假說”,是用來說明某種現(xiàn)象但未經(jīng)實(shí)踐證實(shí)的命題。在物理定律和理論的建立過程中,“假說”,常常起著很重要的作用,它是在一定的觀察、實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上概括和抽象出來的。安培分子電流的假說就是在奧斯特的實(shí)驗(yàn)的啟發(fā)下,經(jīng)過思維發(fā)展而產(chǎn)生出來的。(3)磁現(xiàn)象的電本質(zhì):磁鐵和電流的磁場本質(zhì)上都是運(yùn)動電荷產(chǎn)生的 4勻強(qiáng)磁場 (1)勻強(qiáng)磁場:如果磁場的某一區(qū)域里,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向處處相同,這個區(qū)域的磁場叫勻強(qiáng)磁場。勻強(qiáng)磁場的磁感線是一些間隔相同的平行直線。 (2)兩種情形的勻強(qiáng)磁場:即距離很近的兩個異名磁極之間除邊緣部分以外的磁場;相隔一定距離的兩個平行線圈(亥姆霍茲線圈)通電時,其中間區(qū)域的磁場P92圖3.3-7,圖3.3-8。 5.磁通量(1)定義: 磁感應(yīng)強(qiáng)度B與線圈面積S的乘積,叫穿過這個面的磁通量(是重要的基本概念)。(2)表達(dá)式:=BS【注意】對于磁通量的計算要注意條件,即B是勻強(qiáng)磁場或可視為勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度,S是線圈面積在與磁場方向垂直的平面上的投影面積。磁通量是標(biāo)量,但有正、負(fù)之分,可舉特例說明。(3)單位:韋伯,簡稱韋,符號Wb 1Wb = 1Tm2(4)磁感應(yīng)強(qiáng)度的另一種定義(磁通密度):即B =/S上式表示磁感應(yīng)強(qiáng)度等于穿過單位面積的磁通量,并且用Wb/m2做單位(磁感應(yīng)強(qiáng)度的另一種單位)。所以:1T = 1 Wb/m2 = 1N/Am(三)小結(jié):對本節(jié)各知識點(diǎn)做簡要的小結(jié)。并要求學(xué)生課外按P93【做一做】鞏固練習(xí)1.如圖所示,放在通電螺線管內(nèi)部中間處的小磁針,靜止時N極指向右.試判定電源的正負(fù)極.解析:小磁針N極的指向即為該處的磁場方向,所以在螺線管內(nèi)部磁感線方向由ab,根據(jù)安培定則可判定電流由c端流出,由d端流入,故c端為電源的正極,d端為負(fù)極.注意:不要錯誤地認(rèn)為螺線管b端吸引小磁針的N極,從而判定b端相當(dāng)于條形磁鐵的南極,關(guān)鍵是要分清螺線管內(nèi)、外部磁感線的分布.2.如圖所示,當(dāng)線圈中通以電流時,小磁針的北極指向讀者.試確定電流方向.電流方向?yàn)槟鏁r針方向.(四)鞏固新課(1)復(fù)習(xí)本節(jié)內(nèi)容 (2)閱讀“科學(xué)漫步”(3)指導(dǎo)學(xué)生完成“問題與練習(xí)”1-4第四節(jié) 、磁場對通電導(dǎo)線的作用力(1.5課時)一、教學(xué)目標(biāo)(一)知識與技能1、知道什么是安培力。知道通電導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向與電流、磁場方向都垂直時,它的方向的判斷-左手定則。知道左手定則的內(nèi)容,會用左手定則熟練地判定安培力的方向,并會用它解答有關(guān)問題.2、會用安培力公式F=BIL解答有關(guān)問題. 知道電流方向與磁場方向平行時,電流受的安培力最小,等于零;電流方向與磁場方向垂直時,電流受的安培力最大,等于BIL.3、了解磁電式電流表的內(nèi)部構(gòu)造的原理。 (二)過程與方法 通過演示、分析、歸納、運(yùn)用使學(xué)生理解安培力的方向和大小的計算。培養(yǎng)學(xué)生的間想像能力。(三)情感態(tài)度與價值觀使學(xué)生學(xué)會由個別事物的個性來認(rèn)識一般事物的共性的認(rèn)識事物的一種重要的科學(xué)方法.并通過對磁電式電流表的內(nèi)部構(gòu)造的原理了解,感受物理知識之間的聯(lián)系。二、重點(diǎn)與難點(diǎn):重點(diǎn):安培力的方向確定和大小的計算。難點(diǎn):左手定則的運(yùn)用(尤其是當(dāng)電流和磁場不垂直時,左手定則如何變通使用)。三、教具:磁鐵、電源、金屬桿、導(dǎo)線、鐵架臺、滑動變阻器、多媒體。四、教學(xué)過程:(一) 復(fù)習(xí)引入讓學(xué)生回憶在在第二節(jié)中通電導(dǎo)線在磁場中受力大小與什么因素有關(guān)。過渡:本節(jié)我們將對安培力做進(jìn)一步的討論。(二)新課講解-第四節(jié) 、磁場對通電導(dǎo)線的作用力安培力:磁場對電流的作用力.安培力是以安培的名字命名的,因?yàn)樗芯看艌鰧﹄娏鞯淖饔昧τ型怀龅呢暙I(xiàn). 1安培力的方向【演示】按照P85圖3。13所示進(jìn)行演示。(1)、改變電流的方向,觀察發(fā)生的現(xiàn)象. 現(xiàn)象導(dǎo)體向相反的方向運(yùn)動.(2)、調(diào)換磁鐵兩極的位置來改變磁場方向,觀察發(fā)生的現(xiàn)象. 現(xiàn)象導(dǎo)體又向相反的方向運(yùn)動教師引導(dǎo)學(xué)生分析得出結(jié)論(1)、安培力的方向和磁場方向、電流方向有關(guān)系.(2)、安培力的方向既跟磁場方向垂直,又跟電流方向垂直,也就是說,安培力的方向總是垂直于磁感線和通電導(dǎo)線所在的平面.(P96圖3。4-1)如何判斷安培力的方向呢?人們通過大量的實(shí)驗(yàn)研究,總結(jié)出通電導(dǎo)線受安培力方向和電流方向、磁場方向存在著一個規(guī)律一一左手定則 左手定則:伸開左手,使大拇指跟其余四個手指垂直,并且跟手掌在同一個平面內(nèi),把手放人磁場中,讓磁感線垂直穿人手心,并使伸開的四指指向電流方向,那么,拇指所指的方向,就是通電導(dǎo)線在磁場中的受力方向(如圖)?!菊f明】左手定則是一個難點(diǎn),涉及三個物理量的方向,涉及三維空間,而學(xué)生的空間想像力還不強(qiáng),所以教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生如何將三維圖形用二維圖形表達(dá)(側(cè)視圖、俯視圖和剖面圖等等),還要引導(dǎo)學(xué)生如何將二維圖形想像成三維圖形。-可將右圖從側(cè)視圖、俯視圖和剖面圖一一引導(dǎo)學(xué)生展示。*一般情形的安培力方向法則介紹結(jié)論:電流和磁場可以不垂直,但安培力必然和電流方向垂直,也和磁場方向垂直,用左手定則時,磁場不一定垂直穿過手心,只要不從手背傳過就行。*至于大小法則,如果電流和磁場不垂直,則將磁場進(jìn)行分解,取垂直分量代入公式即可;從這個角度不難理解如果電流和磁場平行,那么安培力是多少?學(xué)生為零。引導(dǎo)學(xué)生分析判斷P99第一題補(bǔ)充練習(xí):判斷下圖中導(dǎo)線A所受磁場力的方向. 答案:(垂直于紙面向外)【演示】平行通電直導(dǎo)線之間的的相互作用(P97圖3。43)。引導(dǎo)學(xué)生區(qū)別安培定則和左手定則,并且用這兩個定則去解釋“平行通電導(dǎo)線之間的相互作用”這一演示實(shí)驗(yàn),解釋時應(yīng)明白左邊的通電導(dǎo)線受到的安培力是右邊的通電導(dǎo)線所產(chǎn)生的磁場施加的,反之亦然。2、安培力的大小 通電導(dǎo)線(電流為I、導(dǎo)線長為L)和磁場(B)方向垂直時,通電導(dǎo)線所受的安培力的大?。篎 = BIL(最大) 兩種特例:即F = ILB(IB)和F = 0(IB)。一般情況:當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向與導(dǎo)線成角時,有F = ILBsin【注意】在推導(dǎo)公式時,要讓學(xué)生明確兩點(diǎn):一是矢量的正交分解體現(xiàn)兩個分量與原來的矢量是等效替代的關(guān)系,二是從特殊到一般的歸納的思維方法。(具體推導(dǎo)見P97) 還應(yīng)該注意的是:盡管公式F=ILB是從公式B=F/IL變形而得的,但兩者的物理意義卻有不同。公式B=F/IL是根據(jù)放置于給定磁場中的給定點(diǎn)上的檢驗(yàn)電流(電流元)受力情況,來確定這一位置的磁場的性質(zhì),它對任何磁場中的任何點(diǎn)都是適用的。公式F=ILB則是在已知磁場性質(zhì)的基礎(chǔ)上,確定在給定位置上給定的一小段通電直導(dǎo)線的受力情況,在中學(xué)階段,它只適用于勻強(qiáng)磁場。教師應(yīng)該給學(xué)生指出:物理公式在作數(shù)學(xué)的等價變形時,其物理意義和適用范圍將會發(fā)生變化。這是應(yīng)用數(shù)學(xué)知識解決物理問題時所要引起注意的問題,但卻往往被人們所忽視。 應(yīng)該提醒學(xué)生注意安培力與庫侖力的區(qū)別。電荷在電場中某一點(diǎn)受到的庫侖力是一定的,方向與該點(diǎn)的電場方向要么相同,要么相反。而電流在磁場中某處受到的磁場力,與電流在磁場中放置的方向有關(guān),電流方向與磁場方向平行時,電流受的安培力最小,等于零;電流方向與磁場方向垂直時,電流受的安培力最大,等于BIL,一般情況下的安培力大于零,小于BIL,方向與磁場方向垂直。 3、磁電式電流表(1)電流表的組成及磁場分布請同學(xué)們閱讀課文,讓學(xué)生先看清楚磁鐵、鋁框、線圈、螺旋彈簧、極靴、指針、鐵質(zhì)圓柱等構(gòu)件,了解它們之中哪些是固定的,哪些是可動的。然后回答.:電流表主要由哪幾部分組成的?數(shù)分鐘后,教師出示實(shí)物投影并課件演示-圖1學(xué)生答電流表由永久磁鐵、鐵芯、線圈、螺旋彈簧、指針、刻度盤等六部分組成.電流表的組成:永久磁鐵、鐵芯、線圈、螺旋彈簧、指針、刻度盤.(最基本的是磁鐵和線圈)教師提示注意:a、鐵芯、線圈和指針是一個整體;b、蹄形磁鐵內(nèi)置軟鐵是為了(和鐵芯一起)造就輻向磁場;c、觀察鐵芯轉(zhuǎn)動時螺旋彈簧會形變。實(shí)物投影課本圖2問題電流表中磁場分布有何特點(diǎn)呢?教師講解電流表中磁鐵與鐵芯之間是均勻輻向分布的.問題什么是均勻輻向分布呢?教師進(jìn)一步講解所謂均勻輻向分布,就是說所有磁感線的延長線都通過鐵芯的中心,不管線圈處于什么位置,線圈平面與磁感線之間的夾角都是零度.該磁場并非勻強(qiáng)磁場,但在以鐵芯為中心的圓圈上,各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小是相等的.(2)電流表的工作原理-引導(dǎo)學(xué)生弄清楚以下幾點(diǎn):(并請學(xué)生自己歸納P98)線圈的轉(zhuǎn)動是怎樣產(chǎn)生的? 線圈為什么不一直轉(zhuǎn)下去?為什么指針偏轉(zhuǎn)角度的大小可以說明被測電流的強(qiáng)弱?如何根據(jù)指針偏轉(zhuǎn)的方向來確定電路上電流的方向?使用時要特別注意什么?(三)對本節(jié)要點(diǎn)做簡要小結(jié).(四)鞏固新課:1、復(fù)習(xí)本節(jié)內(nèi)容2、做一做(P98)3、完成“問題與練習(xí)”2、4練習(xí),3作業(yè)。第五節(jié)、磁場對運(yùn)動電荷的作用(1課時)一、教學(xué)目標(biāo)(一)知識與技能1、知道什么是洛倫茲力.利用左手定則判斷洛倫茲力的方向.2、知道洛倫茲力大小的推理過程.3、掌握垂直進(jìn)入磁場方向的帶電粒子,受到洛倫茲力大小的計算.4、了解v和B垂直時的洛倫茲力大小及方向判斷.理解洛倫茲力對電荷不做功. 5、了解電視顯像管的工作原理(二)過程與方法通過觀察,形成洛倫茲力的概念,同時明確洛倫茲力與安培力的關(guān)系(微觀與宏觀),洛倫茲力的方向也可以用左手定則判斷。通過思考與討論,推導(dǎo)出洛倫茲力的大小公式F=qvBsin。最后了解洛倫茲力的一個應(yīng)用電視顯像管中的磁偏轉(zhuǎn)。(三)情感態(tài)度與價值觀引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步學(xué)會觀察、分析、推理,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和研究方法。讓學(xué)生認(rèn)真體會科學(xué)研究最基本的思維方法:“推理假設(shè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證”。二、重點(diǎn)與難點(diǎn):重點(diǎn):1.利用左手定則會判斷洛倫茲力的方向.2.掌握垂直進(jìn)入磁場方向的帶電粒子,受到洛倫茲力大小的計算.這一節(jié)承上(安培力)啟下(帶電粒子在磁場中的運(yùn)動),是本章的重點(diǎn)難點(diǎn):1.洛倫茲力對帶電粒子不做功.2.洛倫茲力方向的判斷.三、教具:電子射線管、高壓電源、磁鐵、多媒體四、教學(xué)過程:(一) 復(fù)習(xí)引入前面我們學(xué)習(xí)了磁場對電流的作用力,下面思考兩個問題:1.如圖判定安培力的方向(讓學(xué)生上黑板做)若已知上圖中:B=4.010-2 T,導(dǎo)線長L=10 cm,I=1 A.求:導(dǎo)線所受的安培力大?。繉W(xué)生解答解:F=BIL=410-2 T1 A0.1 m=410-3 N答:導(dǎo)線受的安培力大小為410-3 N.2.什么是電流?學(xué)生答電荷的定向移動形成電流.教師講述磁場對電流有力的作用,電流是由電荷的定向移動形成的,我們會想到:這個力可能是作用在運(yùn)動電荷上的,而安培力是作用在運(yùn)動電荷上的力的宏觀表現(xiàn).演示實(shí)驗(yàn)觀察磁場陰極射線在磁場中的偏轉(zhuǎn)(100頁圖3。5-1)教師說明電子射線管的原理:說明陰極射線是燈絲加熱放出電子,電子在加速電場的作用下高速運(yùn)動而形成的電子流,轟擊到長條形的熒光屏上激發(fā)出熒光,可以顯示電子束的運(yùn)動軌跡,磁鐵是用來在陰極射線周圍產(chǎn)生磁場的,還應(yīng)明確磁場的方向。實(shí)驗(yàn)結(jié)果在沒有外磁場時,電子束沿直線運(yùn)動,蹄形磁鐵靠近電子射線管,發(fā)現(xiàn)電子束運(yùn)動軌跡發(fā)生了彎曲。學(xué)生用左手定則判斷電子束彎曲方向。學(xué)生分析得出結(jié)論磁場對運(yùn)動電荷有作用.-引出新課(二)新課講解1、洛倫茲力的方向和大小(1)、洛倫茲力:運(yùn)動電荷在磁場中受到的作用力.通電導(dǎo)線在磁場中所受安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn).【說明】可以根據(jù)磁場對電流有作用力而對未通電的導(dǎo)線沒有作用力,引導(dǎo)學(xué)生提出猜想:磁場對電流作用力的實(shí)質(zhì)是磁場對運(yùn)動電荷的作用力。過渡語運(yùn)動電荷在磁場中受到洛倫茲力的作用,那么洛倫茲力的方向如何判斷呢?問題如圖(2) 判定安培力方向.(上圖甲中安培力方向?yàn)榇怪彪娏鞣较蛳蛏?,乙圖安培力方向?yàn)榇怪彪娏鞣较蛳蛳拢?電流方向和電荷運(yùn)動方向的關(guān)系.(電流方向和正電荷運(yùn)動方向相同,和負(fù)電荷運(yùn)動方向相反).F安的方向和洛倫茲力方向關(guān)系.(F安的方向和正電荷所受的洛倫茲力的方向相同,和負(fù)電荷所受的洛倫茲力的方向相反.).電荷運(yùn)動方向、磁場方向、洛倫茲力方向的關(guān)系.(學(xué)生分析總結(jié)) (2)、洛倫茲力方向的判斷左手定則伸開左手,使大拇指和其余四指垂直且處于同一平面內(nèi),把手放入磁場中,讓磁感線垂直穿入手心,若四指指向正電荷運(yùn)動的方向,那么拇指所受的方向就是正電荷所受洛倫茲力的方向;若四指指向是電荷運(yùn)動的反方向,那么拇指所指的正方向就是負(fù)電荷所受洛倫茲力的方向.【要使學(xué)生明確】:正電荷運(yùn)動方向應(yīng)與左手四指指向一致,負(fù)電荷運(yùn)動方向則應(yīng)與左手四指指向相反(先確定負(fù)電荷形成電流的方向,再用左手定則判定)。投影出示練習(xí)題-“問題與練習(xí)”1(2) 試判斷下圖中所示的帶電粒子剛進(jìn)入磁場時所受的洛倫茲力的方向.學(xué)生解答甲中正電荷所受的洛倫茲力方向向上.乙中正電荷所受的洛倫茲力方向向下.丙中正電荷所受的洛倫茲力方向垂直于紙面指向讀者.丁中正電荷所受的洛倫茲力的方向垂直于紙面指向紙里(3)、洛倫茲力的大小現(xiàn)在我們來研究一下洛倫茲力的大小. 通過“思考與討論”,來推導(dǎo)公式F=qvBsin時,應(yīng)先建立物理模型(教材圖353),再循序漸進(jìn)有條理地推導(dǎo),這一個過程可放手讓學(xué)生完成,體現(xiàn)學(xué)習(xí)的自主性。也可以通過下面的命題引導(dǎo)學(xué)生一一回答。設(shè)有一段長度為L的通電導(dǎo)線,橫截面積為S,導(dǎo)線每單位體積中含有的自由電荷數(shù)為n,每個自由電荷的電量為q,定向移動的平均速率為v,將這段導(dǎo)線垂直于磁場方向放入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場中.問題這段導(dǎo)線中電流I的微觀表達(dá)式是多少?讓學(xué)生推導(dǎo)后回答。學(xué)生答I的微觀表達(dá)式為I=nqSv問題這段導(dǎo)體所受的安培力為多大?學(xué)生答F安=BIL問題這段導(dǎo)體中含有多少自由電荷數(shù)?學(xué)生答這段導(dǎo)體中含有的電荷數(shù)為nLS.問題每個自由電荷所受的洛倫茲力大小為多大?學(xué)生答安培力可以看作是作用在每個運(yùn)動上的洛倫茲力F的合力,這段導(dǎo)體中含有的自由電荷數(shù)為nLS,所以 F= F安/nLS = BIL/nLS = nqvSLB/nLS =qvB洛倫茲力的計算公式(1)當(dāng)粒子運(yùn)動方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直時(vB) F = qvB (2)當(dāng)粒子運(yùn)動方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向成時(vB) F = qvBsin上兩式各量的單位:F為牛(N),q為庫倫(C), v為米/秒(m/s), B為特斯拉(T)最后,通過“思考與討論”,說明由洛倫茲力所引起的帶電粒子運(yùn)動的方向總是與洛倫茲力的方向相垂直的,所以它對運(yùn)動的帶電粒子總是不做功的。2 像管的工作原理(1)原理 :應(yīng)用電子束磁偏轉(zhuǎn)的道理(2)構(gòu)造 :由電子槍(陰極)、偏轉(zhuǎn)線圈、熒光屏等組成(介紹各部分的作用102頁) 在條件允許的情況下,可以讓學(xué)生觀察顯像管的實(shí)物,認(rèn)清偏轉(zhuǎn)線圈的位置、形狀,然后運(yùn)用安培定則和左手定則說明從電子槍射出的電子束是怎樣在洛倫茲力的作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)的。再通過“思考與討論”( 103頁),讓學(xué)生弄清相關(guān)問題。進(jìn)而介紹電視技術(shù)中的掃描現(xiàn)象。最后讓學(xué)生回憶 “示波管的原理”,通過對比看看二者的差異。(三)對本節(jié)內(nèi)容做簡要小結(jié)(四)鞏固新課 (1)復(fù)習(xí)本節(jié)內(nèi)容(2)完成“問題與練習(xí)” 4、5練習(xí),3作業(yè)第六節(jié)、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(2課時+1練習(xí))一、教學(xué)目標(biāo)(一)知識與技能1、理解洛倫茲力對粒子不做功.2、理解帶電粒子的初速度方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直時,粒子在勻磁場中做勻速圓周運(yùn)動.3、會推導(dǎo)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動的半徑、周期公式,并會用它們解答有關(guān)問題. 知道質(zhì)譜儀的工作原理。4、知道回旋加速器的基本構(gòu)造、工作原理 、及用途 。 (二)過程與方法通過綜合運(yùn)用力學(xué)知識、電磁學(xué)知識解決帶電粒子在復(fù)合場(電場、磁場)中的問題.培養(yǎng)學(xué)生的分析推理能力.(三)情感態(tài)度與價值觀通過對本節(jié)的學(xué)習(xí),充分了解科技的巨大威力,體會科技的創(chuàng)新歷程。二、重點(diǎn)與難點(diǎn):重點(diǎn):帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動的半徑和周期公式,并能用來分析有關(guān)問題.難點(diǎn):1.粒子在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動.2.綜合運(yùn)用力學(xué)知識、電磁學(xué)知識解決帶電粒子在復(fù)合場中的問題.三、教具:洛倫茲力演示儀、感應(yīng)線圈、電源、多媒體等四、教學(xué)過程:(一)復(fù)習(xí)引入 問題1什么是洛倫茲力?磁場對運(yùn)動電荷的作用力問題2帶電粒子在磁場中是否一定受洛倫茲力?不一定,洛倫茲力的計算公式為F=qvBsin,為電荷運(yùn)動方向與磁場方向的夾角,當(dāng)=90時,F(xiàn)=qvB;當(dāng)=0時,F(xiàn)=0.問題3帶電粒子垂直磁場方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場時會做什么運(yùn)動呢?今天我們來學(xué)習(xí)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動、質(zhì)譜儀.(二)新課講解-第六節(jié)、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動【演示】先介紹洛倫茲力演示儀的工作原理,由電子槍發(fā)出的電子射線可以使管內(nèi)的低壓水銀蒸氣發(fā)出輝光,顯示出電子的徑跡。后進(jìn)行實(shí)驗(yàn).(并說明相關(guān)問題104-105頁)教師進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn).實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象在暗室中可以清楚地看到,在沒有磁場作用時,電子的徑跡是直線;在管外加上勻強(qiáng)磁場(這個磁場是由兩個平行的通電環(huán)形線圈產(chǎn)生的),電子的徑跡變彎曲成圓形.教師引導(dǎo)學(xué)生分析得出結(jié)論當(dāng)帶電粒子的初速度方向與磁場方向垂直時,粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動.帶電粒子垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場中的受力及運(yùn)動情況分析(動態(tài)課件).一是要明確所研究的物理現(xiàn)象的條件-在勻強(qiáng)磁場中垂直于磁場方向運(yùn)動的帶電粒子。二是分析帶電粒子的受力情況,用左手定則明確帶電粒子初速度與所受到的洛倫茲力在同一平面內(nèi),所以只可能做平面運(yùn)動。三是洛倫茲力不對運(yùn)動的帶電粒子做功,它的速率不變,同時洛倫茲力的大小也不變。四是根據(jù)牛頓第二定律,洛倫茲力使運(yùn)動的帶電粒子產(chǎn)生加速度(向心加速度)出示投影.電子受到怎樣的力的作用?這個力和電子的速度的關(guān)系是怎樣的?(電子受到垂直于速度方向的洛倫茲力的作用.).洛倫茲力對電子的運(yùn)動有什么作用?(.洛倫茲力只改變速度的方向,不改變速度的大?。?有沒有其他力作用使電子離開磁場方向垂直的平面?(沒有力作用使電子離開磁場方向垂直的平面).洛倫茲力做功嗎?(洛倫茲力對運(yùn)動電荷不做功)1帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(1)、運(yùn)動軌跡:沿著與磁場垂直的方向射入磁場的帶電粒子,粒子在垂直磁場方向的平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動,此洛倫茲力不做功.【注意】帶電粒子做圓周運(yùn)動的向心力由洛倫茲力提供。通過“思考與討論”( 105頁),使學(xué)生理解帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動,的軌道半徑r和周期T與粒子所帶電量、質(zhì)量、粒子的速度、磁感應(yīng)強(qiáng)度有什么關(guān)系。出示投影一為帶電量q,質(zhì)量為m ,速度為v的帶電粒子垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,其半徑r和周期T為多大?問題1什么力給帶電粒子做圓周運(yùn)動提供向心力?洛倫茲力給帶電粒子做圓周運(yùn)動提供向心力問題2向心力的計算公式是什么?F=mv2/r教師推導(dǎo)粒子做勻速圓周運(yùn)動所需的向心力F=m是由粒子所受的洛倫茲力提供的,所以 qvB=mv2/ r由此得出r= T=可得T=(2)、軌道半徑和周期帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動的軌道半徑及周期公式.1、軌道半徑r = 2、周期T =2m/ qB【說明】:(1)軌道半徑和粒子的運(yùn)動速率成正比.(2)帶電粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動的周期跟軌道半徑和運(yùn)動速率無關(guān).【討論】:在勻強(qiáng)磁場中如果帶電粒子的運(yùn)動方向不和磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直,它的運(yùn)動軌道是什么樣的曲線?分析:當(dāng)帶電粒子的速度分別為垂直于B的分量v1和平行于B的分量v2,因?yàn)関1和B垂直,受到洛倫茲力qv1B,此力使粒子q在垂直于B的平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動,v1和B平行,不受洛倫茲力,故粒子在沿B方向上做勻速曲線運(yùn)動,可見粒子的運(yùn)動是一等距螺旋運(yùn)動. 再用洛倫茲力演示儀演示出示投影課本例題如圖所示,一質(zhì)量為m,電荷量為q的粒子從容器A下方小孔S1飄入電勢差為U的加速電場,然后讓粒子垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場中,最后打到底片D上. (1)粒子進(jìn)入磁場時的速率。(2)求粒子在磁場中運(yùn)動的軌道半徑。解:(1)粒子在S1區(qū)做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動.由動能定理知,粒子在電場中得到的動能等于電場對它所做的功,即 由此可得v=.(2)粒子做勻速圓周運(yùn)動所需的向心力是由粒子所受的洛倫茲力提供,即qvB=m所以粒子的軌道半徑為 r=mv/qB=教師講解r和進(jìn)入磁場的速度無關(guān),進(jìn)入同一磁場時,r,而且這些個量中,u、B、r可以直接測量,那么,我們可以用裝置來測量比荷或算出質(zhì)量。例題在處理上,可以讓學(xué)生自己處理,教師引導(dǎo)總結(jié)。為了加深對帶電粒子在磁場中的運(yùn)動規(guī)律的理解,可以補(bǔ)充例題和適量的練習(xí)。注意:在解決這類問題時,如何確定圓心、畫出粒子的運(yùn)動軌跡、半徑及圓心角,找出幾何關(guān)系是解題的關(guān)鍵。 例題給我們展示的是一種十分精密的儀器-質(zhì)譜儀補(bǔ)充例題: 如圖所示,半徑為r的圓形空間內(nèi),存在著垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場,一個帶電粒子(不計重力),從A點(diǎn)以速度v0垂直磁場方向射入磁場中,并從B點(diǎn)射出,已知AOB=120,求該帶電粒子在磁場中運(yùn)動的時間。分析:首先通過已知條件找到所對應(yīng)的圓心O,畫出粒子的運(yùn)動軌跡并畫出幾何圖形。解:設(shè)粒子在磁場中的軌道半徑為R,粒子的運(yùn)動軌跡及

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