【金識源】2015年粵教版選修3-1物理課件：第3章-磁場《洛倫茲力與現(xiàn)代技術》

高中物理·選修3-1·粵教版第三章磁場學案5洛倫茲力與現(xiàn)代技術學習目標知識儲備學習探究典例精析自我檢測課堂小結123學案5洛倫茲力與現(xiàn)代技術理解帶電粒子在B與v垂直時做勻速圓周運動.會推導帶電粒子僅在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動的半徑和周期，并用它解答有關問題.知道盤旋加速器和質譜儀的構造和原理.學習目標知識儲備學習探究典例精析自我檢測課堂小結一、帶電粒子在勻強磁場中的運動如下圖的裝置是用來掩飾電子在勻強磁場中運動軌跡的裝置．(1)不加磁場時，電子的運動軌跡如何？加上磁場時，電子的運動軌跡如何？(2)如果保持出射電子的速度不變，增大磁感應強度，軌跡圓半徑如何變化？如果保持磁感應強度不變，增大出射電子的速度，圓半徑如何變化？答案(1)一條直線一個圓周

(2)減小增大學習目標知識儲備學習探究典例精析自我檢測課堂小結學習目標知識儲備學習探究典例精析自我檢測課堂小結二、質譜儀學習目標知識儲備學習探究典例精析自我檢測課堂小結三、盤旋加速器1．盤旋加速器主要由哪幾局部組成？盤旋加速器中磁場和電場分別起什么作用？答案兩個D形盒、強電磁鐵、交變電源、粒子源、引出裝置等．磁場的作用是使帶電粒子盤旋，電場的作用是使帶電粒子加速．2．對交流電源的周期有什么要求？帶電粒子獲得的最大動能由哪些因素決定？學習目標知識儲備學習探究典例精析自我檢測課堂小結學案6

帶電粒子在勻強磁場中的運動[要點提煉]1．盤旋加速器中交流電源的周期等于帶電粒子在磁場中運動的周期．[延伸思考]為什么帶電粒子加速后的最大動能與加速電壓無關呢？答案加速電壓高時，粒子在加速器中旋轉的圈數(shù)較少，而加速電壓低時,粒子在加速器中旋轉的圈數(shù)較多,最終粒子離開加速器時的速度與加速電壓無關.學習目標知識儲備學習探究典例精析自我檢測課堂小結四、帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動問題的分析1．圓心確實定方法：兩線定一點(1)圓心一定在垂直于速度的直線上．如圖甲所示，入射點P(或出射點M)的速度方向，可通過入射點和出射點作速度的垂線，兩條直線的交點就是圓心．(2)圓心一定在弦的中垂線上．如圖乙所示，作P、M連線的中垂線，與其中一個速度的垂線的交點為圓心．OO學習目標知識儲備學習探究典例精析自我檢測課堂小結2．半徑確實定半徑的計算一般利用幾何知識解直角三角形．做題時一定要做好輔助線，由圓的半徑和其他幾何邊構成直角三角形．3．粒子在磁場中運動時間確實定學習目標知識儲備學習探究典例精析自我檢測課堂小結一、帶電粒子在磁場中運動的根本問題學習目標知識儲備學習探究典例精析自我檢測課堂小結二、對質譜儀和盤旋加速器原理的理解例2(單項選擇)如圖是質譜儀的工作原理示意圖,帶電粒子被加速電場加速后，進入速度選擇器．速度選擇器內相互正交的勻強磁場的磁感應強度和勻強電場的場強分別為B和E.平板S上有可讓粒子通過的狹縫P和記錄粒子位置的膠片A1A2.平板S下方有磁感應強度為B0的勻強磁場．以下表述錯誤的選項是()A．質譜儀是分析同位素的重要工具B．速度選擇器中的磁場方向垂直紙面向外C．能通過狹縫P的帶電粒子的速率等于E/BD．粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫P，粒子的比荷越小qEqvBqvB＝Eq,得：v=E/BD學習目標知識儲備學習探究典例精析自我檢測課堂小結例3盤旋加速器是用來加速一群帶電粒子使它們獲得很大動能的儀器，其核心局部是兩個D形金屬扁盒，兩盒分別和一高頻交流電源兩極相接，以便在盒內的狹縫中形成勻強電場，使粒子每次穿過狹縫時都得到加速，兩盒放在磁感應強度為B的勻強磁場中，磁場方向垂直于盒底面，粒子源置于盒的圓心附近，假設粒子源射出的粒子電荷量為q，質量為m，粒子最大盤旋半徑為Rmax.求：(1)粒子在盒內做何種運動；(2)所加交變電流頻率及粒子角速度；(3)粒子離開加速器時的最大速度及最大動能．解析(1)帶電粒子在盒內做勻速圓周運動，每次加速之后半徑變大．學習目標知識儲備學習探究典例精析自我檢測課堂小結方法點撥盤旋加速器中粒子每旋轉一周被加速兩次，粒子射出時的最大速度(動能)由磁感應強度和D形盒的半徑?jīng)Q定，與加速電壓無關.三、帶電粒子在勻強磁場中的勻速圓周運動問題例4如下圖，一束電荷量為e的電子以垂直于磁感應強度B并垂直于磁場邊界的速度v射入寬度為d的勻強磁場中，穿出磁場時速度方向和原來射入方向的夾角為θ＝60°，求電子的質量和穿越磁場的時間．Oθr：v，可用t=l/v求時間學習目標知識儲備學習探究典例精析自我檢測課堂小結帶電粒子在勻強磁場中的運動運動規(guī)律：應用質譜儀盤旋加速器圓周運動問題分析方法：確定圓心、半徑學習目標知識儲備學習探究典例精析自我檢測課堂小結學習目標知識儲備學習探究典例精析自我檢測課堂小結1．(對盤旋加速器原理的理解)(雙選)在盤旋加速器中 ()A．電場用來加速帶電粒子，磁場那么使帶電粒子盤旋B．電場和磁場同時用來加速帶電粒子C．磁場相同的條件下，盤旋加速器的半徑越大，那么帶電粒子獲得的動能越大D．同一帶電粒子獲得的最大動能只與交流電壓的大小有關，而與交流電壓的頻率無關f永不做功AC2.(帶電粒子在勻強磁場中的勻速圓周運動問題)(單項選擇)如下圖，有界勻強磁場邊界線SP∥MN，速率不同的同種帶電粒子從S點沿SP方向同時射入磁場．其中穿過a點的粒子速度v1與MN垂直；穿過b點的粒子速度v2與MN成60°角，設粒子從S到a、b所需時間