《帶電粒子在磁場中的運動》教學(xué)設(shè)計

1、帶電粒子在磁場中的運動教學(xué)設(shè)計一、教學(xué)三維目標(biāo)知識與技能1掌握帶電粒子在勻強磁場做勻速圓周運動的規(guī)律；2、會應(yīng)用勻速圓周運動的規(guī)律和幾何知識確定帶電粒子做勻速圓周運動的軌跡、圓心、半徑、時間等，解決帶電粒子在勻強磁場做勻速圓周運動的簡單問題；過程與方法通過應(yīng)用勻速圓周運動的規(guī)律和幾何知識解決簡單問題的過程，掌握科學(xué)思維方法；情感態(tài)度與價值觀1培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用幾何知識解決物理問題的能力；2、培養(yǎng)學(xué)生實事求是嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度。二、教學(xué)方法多媒體電教平臺、小組討論、小組評價、教師點評三、教學(xué)流程教師提供例題 小組討論學(xué)生評價教師點評四、課時設(shè)計一一2課時五、 教學(xué)過程第 1課時 【課前預(yù)習(xí)】1、洛侖茲

2、力（1） 洛侖茲力是磁場對 荷的作用力。（2）大?。篺洛=（3） 方向：由 V定。洛侖茲力一定垂直于 和 決定的平面，但磁場方向與速度方向不一定垂直。（4）特點：a、 因為，故洛侖茲力一定不做功，洛侖茲力只改變速度的 改變速度的。b、 洛侖茲力與運動狀態(tài)有關(guān)， 的變化會引起洛侖茲力的變化2、帶電粒子在勻強磁場中的勻速圓周運動（不計其他作用）（1） 若v/ B帶電粒子所受的洛侖茲力F=0,因此帶電粒子以速度 v做 動（2） 若v丄B帶電粒子垂直于磁感線的平面內(nèi)以入射速度v做 動2a、 向心力由洛侖茲力提供，即Bqv=mv/Rb、軌道半徑公式 R c、周期公式 T=【教學(xué)內(nèi)容】I :軌跡問題的定性

3、分析思考與問題21帶電粒子垂直進入勻強磁場的軌跡的分析 f洛 在什么平面內(nèi)？它與 v的方位關(guān)系怎樣? f洛 對運動電荷是否做功？ f洛 對運動電荷的運動起何作用？ 帶電粒子在磁場中的運動具有什么特點？例1:兩個粒子帶電量相等， 在同一勻強磁場中只受磁場力而做勻速圓周運動，則（A. 若速率相等，則半徑相等B. 若速率相等，則周期相等C. 若動量大小相等，則半徑相等D. 若動能相等，則周期相等例2帶電粒子沿垂直于磁場的方向射入一勻強磁場，粒子的一段徑跡如圖，徑跡上每段都可看成園弧，由于帶電粒子使沿途中空氣電離，粒子的能量逐漸減少（電量不變），則可判斷（）A、粒子從a b，帶正電;B、粒子從ba，帶

4、負(fù)電；C、粒子從ab，帶正電；D、粒子從ba,帶負(fù)電。n :帶電粒子在磁場中的運動的定量計算:思考與問題:2、帶電粒子在磁場中做圓周運動的半徑、周期大小與哪些因素有關(guān)？關(guān)系如何？并與你的學(xué)習(xí)小組成員討論總結(jié)!歸納總結(jié)方法：帶電粒子的幾何分析往往包括以下幾個步驟：一是正確地畫出粒子在 磁場中的運動軌跡， 二是根據(jù)軌跡確定圓弧的圓心，三是確定圓弧的半徑； 再根據(jù)圓心角、弦切角、圓周角等之間的關(guān)系來求解相關(guān)的問題。1、圓心的確定（1）已知兩個速度方向：可找到兩條半徑，其交點是圓心。（2）已知入射方向和出射點的位置（已知一個速度方向和一條弦）：通過入射點作入射方向的垂線，連接入射點和出射點，作中垂線，

5、交點是圓心。s2、運動時間的確定：tT或t -2兀vXXXX題型1、帶電粒子在無界磁場中的運動X葉XXX2x bXXCBXXXX例3 :如圖所示，在 B=9.1x10-4T的勻強磁場中，C、D是垂直于磁場方向的同一平面上的 兩點，相距d=0.05m。在磁場中運動的電子經(jīng)過C點時的速度方向與 CD成a =30°角,并與CD在同一平面內(nèi)，問：（1）若電子后來又經(jīng)過 D點，則電子的速度大小是多少？電子從C到D經(jīng)歷的時間是多少？（電子質(zhì)量me=9.1x10-31kg，電量e=1.6x10-19C）題型2 帶電粒子在有界磁場中的運動1穿過圓形磁場區(qū)的運動例4:如圖中圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外的

6、勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B，現(xiàn)有一電量為 q，質(zhì)量為m的正離子從a點沿 圓形區(qū)域的直徑射入，設(shè)正離子射出磁場區(qū)域的方向與入射 方向的夾角為 600，求此正離子在磁場區(qū)域內(nèi)飛行的時間及 射出磁場時的位置。2、穿過矩形磁場區(qū)的運動例5: 一束電子（電量為e）以速度V0垂直射入磁感應(yīng)強度為 d的勻強磁場中，穿出磁場時速度方向與電子原來入射方向成 求：電子的質(zhì)量和穿過磁場的時間。3、【拓展變式】變式：在上題中若電子的電量e,質(zhì)量m，磁感應(yīng)強度B及寬度d已知，若要求電子不從右邊界穿出，則初速度 V 0有什么要求?帶電粒子在磁場運動的臨界問題例：兩板間(長為L,相距為L)存在勻強磁場，帶負(fù)電 粒子q、m以速度V。從方形磁場的中間射入，要求粒 子最終飛出磁場區(qū)域，則 B應(yīng)滿足什么要求？【課堂小結(jié)】一、洛倫茲力的特點與帶電粒子在磁場中的軌跡1.洛倫茲力的方向：左手定則2洛倫茲力的特點：洛倫茲力具有永遠(yuǎn)不做功的特點.二、帶電粒子在磁場中運動軌跡、圓心、半徑的確定1、圓心的確定(1) 已知兩個速度方向：可找到兩條半徑，其交點是圓心。