高中物理-帶電粒子在勻強磁場中的運動教學課件設計

§3.6帶電粒子在勻強磁場中的運動學習目標1、知道帶電粒子在勻強磁場中的運動規(guī)律。（重點）2、掌握帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的半徑公式和周期公式及應用。（重點、難點）3、了解質(zhì)譜儀的工作原理。復習回顧1、做勻速圓周運動的物體受力有什么特點？滿足什么規(guī)律？2、什么是洛倫茲力？大小如何求解？方向如何確定？問題1帶電粒子垂直磁場方向進入勻強磁場，它將做什么運動？為什么？受洛倫茲力F=qvB,大小不變，方向始終與速度垂直，只改變速度的方向，不改變速度的大小。猜想：Fv+Fv+Fv+Fv+v+F勻速圓周運動問題2帶電粒子平行磁場方向進入勻強磁場，它將做什么運動？v//B，F(xiàn)洛=qvBsinθθ=0°F洛=0牛頓第一定律勻速直線運動實驗驗證洛倫茲力演示儀1.儀器介紹2.演示實驗

請注意記錄實驗現(xiàn)象演示1給勵磁線圈通電，在玻璃泡中產(chǎn)生勻強磁場，打開電子槍，讓電子束平行進入勻強磁場。演示2轉(zhuǎn)動玻璃泡，讓電子束垂直進入勻強磁場。演示3電子垂直進入，調(diào)節(jié)勵磁線圈中的電流，增強磁場。演示4電子垂直進入，調(diào)節(jié)電子槍的加速電壓，增大速度。例1、如圖，勻強磁場磁感應強度大小為B，方向垂直于紙面向里，一帶電粒子的質(zhì)量為m，電荷量為-q(q>0)，以速度v垂直進入磁場。

求：帶電粒子做勻速圓周運動的的軌道半徑r和周期T。解：對帶電粒子由牛頓第二定律得圓周運動的周期規(guī)律總結(jié)：半徑公式：周期公式：軌道半徑r與速度v成正比，與磁感應強度B成反比，與比荷q/m成反比。運動周期T與軌道半徑r和速度v都無關(guān)，與磁感應強度B成反比，與比荷q/m成反比。帶電粒子無論以多大速度垂直進入勻強磁場，只要磁場B和帶電粒子的種類（q/m）相同，T就相同。粒子物理學研究中，粒子通過“云室”“氣泡室”等裝置時，會顯示他們的徑跡。如果施加勻強磁場，可以看到帶電粒子的圓形徑跡。有的粒子運動過程中，受到阻力較大，能量降低，速度減小，徑跡就呈螺旋形。問題4同學們能不能運用帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的規(guī)律設計一個儀器，將電荷量相同，質(zhì)量不同的帶電粒子分開？已知：帶電粒子可以從離子源中獲得，帶電粒子打在照相機底片上時會顯像。練習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m、v的乘積相等，則半徑相等D.若動能相等，則周期相等C練習2、如圖，MN為鋁質(zhì)薄平板，鋁板上方和下方分別有垂直于圖平面的勻強磁場（未畫出）。一帶電粒子從緊貼鋁板上表面的P點垂直于鋁板向上射出，從Q點穿越鋁板后到達PQ的中點O。已知粒子穿越鋁板時，其動能損失一半，速度方向和電荷量不變。不計重力。