導(dǎo)學(xué)案：1.2洛倫茲力（第二課時(shí)）

學(xué)而優(yōu)教有方.2洛倫茲力（第二課時(shí)）【課前預(yù)習(xí)】1、理解洛倫茲力對(duì)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(shí)，粒子為何在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)；3、會(huì)推導(dǎo)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑、周期公式，知道它們與哪些因素有關(guān)；4、會(huì)結(jié)合平面幾何的知識(shí)，求解粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的相關(guān)問題。【課前準(zhǔn)備】1、洛倫茲力F的大小：當(dāng)v⊥B時(shí)，F(xiàn)=________；當(dāng)v∥B時(shí)，F(xiàn)=________；當(dāng)v與B成一般角度α?xí)r，F(xiàn)=________。2、洛倫茲力F的方向：①左手定則中，四指的指向要具體化，即要么正電荷的______方向，要么負(fù)電荷__________。②F一定垂直于____和____所決定的平面，即F洛⊥____且F洛⊥____；但____與____不一定垂直。3、洛倫茲力做功特點(diǎn)：洛倫茲力只改變運(yùn)動(dòng)電荷速度的______，不改變速度的______，故對(duì)電荷的做功情況是_______。4、復(fù)習(xí)類比：一般地，在電場(chǎng)中，帶電粒子、帶電體的重力是否考慮？。磁場(chǎng)也如此?！菊n上探究】知識(shí)要點(diǎn)1根據(jù)受力特點(diǎn)分析帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)思考與交流問題1：運(yùn)動(dòng)電荷只受洛倫茲力將會(huì)怎樣運(yùn)動(dòng)？總結(jié)與提升1、帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，粒子做運(yùn)動(dòng)。2、帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，粒子做運(yùn)動(dòng)。如何分析粒子為何有如此的運(yùn)動(dòng)形式？3、帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，其軌道半徑r=，周期T=。同一粒子在同一磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，速度越大，軌道半徑，周期。4、（思考）帶電粒子速度方向與磁場(chǎng)方向不垂直時(shí)，粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是怎樣的？練習(xí)與拓展例1、兩種粒子、，它們以下列情況垂直進(jìn)入同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，求它們的軌道半徑之比、周期之比。①具有相同速度；②具有相同動(dòng)能。例2、在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中從P點(diǎn)垂直發(fā)射兩個(gè)質(zhì)量、帶電量均相同的帶正電粒子q1和q2，其速度分別為v1和v2，如果v1=2v2，請(qǐng)定性地畫出二者的運(yùn)動(dòng)軌跡（磁場(chǎng)區(qū)域可以任意放大）；如果q1為正電、q2為負(fù)電呢？PvPv1v2Pv1v2知識(shí)要點(diǎn)2運(yùn)用平面幾何知識(shí)研究帶電粒子在磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)思考與交流問題1、在數(shù)學(xué)上，如何根據(jù)已有軌跡圓確定圓心的位置？問題2、一般地，若已知一段圓弧軌跡和對(duì)應(yīng)的圓心位置，怎樣構(gòu)建直角三角形？總結(jié)與提升（1）已知入射方向和出射方向，；（2）已知入射方向和出射點(diǎn)的位置時(shí)，V0PV0PMOVVPMO圖一圖二練習(xí)與拓展例3、如圖直線為勻強(qiáng)磁場(chǎng)（磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B）的下邊界，此磁場(chǎng)垂直紙面向里，且無上、左和右邊界。現(xiàn)有一電子（電量、質(zhì)量為e、m）從同一點(diǎn)以與邊界呈300的方向射入該磁場(chǎng)區(qū)域，之后，從距離O點(diǎn)為d的位置（圖中未畫出）射出。則：（1）試確定軌跡圓的圓心位置（磁場(chǎng)區(qū)域可以任意放大）；300v×300v××××××BO（3）電子的速率多大？（4）在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間多長(zhǎng)？（5）電子運(yùn)動(dòng)方向偏轉(zhuǎn)了多少度？例4、上題中，若運(yùn)動(dòng)的粒子是正電子（帶正電的電子），其他數(shù)據(jù)不變，請(qǐng)?jiān)俅位卮鸶鲉枺海?）試確定軌跡圓的圓心位置（磁場(chǎng)區(qū)域可以任意放大）；300v×300v××××××BO（3）電子的速率多大？（4）在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間多長(zhǎng)？（5）電子運(yùn)動(dòng)方向偏轉(zhuǎn)了多少度？【鞏固訓(xùn)練】1、質(zhì)子(p)和α粒子（氦原子核）以相同的速率在同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑分別為Rp和Rα，周期分別為Tp和Tα，下列選項(xiàng)正確的是()A．Rp∶Rα＝1∶2，Tp∶Tα＝1∶2B．Rp∶Rα＝1∶1，Tp∶Tα＝1∶1C．Rp∶Rα＝1∶1，Tp∶Tα＝1∶2D．Rp∶Rα＝1∶2，Tp∶Tα＝1∶12、粒子甲的質(zhì)量與電荷量分別是粒子乙的4倍與2倍，兩粒子均帶正電，讓它們?cè)趧驈?qiáng)磁場(chǎng)中同一點(diǎn)以大小相等、方向相反的速度開始運(yùn)動(dòng)。已知磁場(chǎng)方向垂直紙面向里。以下四個(gè)圖中，能正確表示兩粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的是（）3、如圖是科學(xué)史上一張著名的實(shí)驗(yàn)照片示意圖，顯示一個(gè)帶電粒子在云室中穿過某種金屬板運(yùn)動(dòng)的徑跡．云室旋轉(zhuǎn)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直照片向里．云室中橫放的金屬板對(duì)粒子的運(yùn)動(dòng)起阻礙作用．分析此徑跡可知粒子()A．帶正電，由下往上運(yùn)動(dòng) B．帶正電，由上往下運(yùn)動(dòng)C．帶負(fù)電，由上往下運(yùn)動(dòng) D．帶負(fù)電，由下往上運(yùn)動(dòng)4、如圖直線為勻強(qiáng)磁場(chǎng)（磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B）的下邊界，此磁場(chǎng)垂直紙面向里，且無上、左和右邊界。現(xiàn)有一電子以與邊界呈300的方向射入該磁場(chǎng)區(qū)域，之后從邊界上的某位置（圖中未畫出）射出。則：（1）若電子速率變?yōu)樵瓉淼?倍，定性地畫出兩次的運(yùn)動(dòng)軌跡；（2）若電子速率變?yōu)樵瓉淼?倍，求在磁場(chǎng)中經(jīng)歷的時(shí)間變?yōu)樵瓉淼膸妆叮?0300v××××××BO5、如圖直線為勻強(qiáng)磁場(chǎng)（磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B）的下邊界，此磁場(chǎng)垂直紙面向里，且無上、左和右邊界。現(xiàn)有一對(duì)正、負(fù)電子（電量、質(zhì)量為、m）從同一點(diǎn)以相同的速度v（方向與邊界呈300）射入該磁場(chǎng)區(qū)域，之后，都從邊界（圖中未畫出）射出。300v×300v××××××BO參考答案:例1（1）1：2（2）1:例2