2019-2020年高中物理《帶電粒子在磁場中的運動》教案8 新人教版選修3-1.doc

2019-2020年高中物理帶電粒子在磁場中的運動教案8 新人教版選修3-1一、教學目標l理解帶電粒子的初速度方向與磁感應強度方向垂直時，做勻速圓周運動 2會推導帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的半徑、周期公式，并會用它們解答有關問題3知道質(zhì)譜儀的工作原理二難點重點 1、帶電粒子垂直射人勻強磁場中的運動半徑和運動周期2、確定垂直射人勻強磁場中的帶電粒子運動是勻速圓周運動 三主要教學過程引入新課：上一節(jié)我們學習了洛侖茲力的概念，我們知道帶電粒子垂直磁場方向運動時，會受到大小，方向始終與速度方向垂直的洛侖茲力作用，今天我們來研究一下，受洛侖茲力作用的帶電粒子是如何運動的？新課教學：粒子為什么做勻速圓周的運動？（1）演示：P153實驗。 （2實驗觀察：當帶電粒子的初速度方向與勻強磁場方向垂直時，粒子的運動軌道是圓（3）運用力學知識分析：當帶電粒子垂直于勻強磁場方向運動時，重力可以忽略不計（請同學們討論），只受洛侖茲力作用洛侖茲力方向和速度方向在同一個平面內(nèi)，所以粒子只能在這個平面內(nèi)運動由于洛侖茲力方向總與速度方向垂直，因而它對帶電粒子不做功，粒子的速度大小不變，再由可知，洛侖茲力的大小不變，所以粒子作勻速圓周運動 2、粒子運動的軌道半徑和周期公式推導帶電粒子的運動半徑和周期公式f=qvB=F向 經(jīng)過推導得出粒子運動半徑，運動周期運用學過的力學知識理解，當粒子運動速度較大時，粒子要做離心運動，其運動半徑增大，所以速度大，半徑也大；當磁場較強時，運動電荷受洛侖茲力增大，粒子要向心運動，其運動半徑減小，所以茲感應強度大，半徑小由于帶電粒子運動速度大時，其運動半徑大，運動軌跡也長，可以理解粒子運動的周期與速度的大小和軌道半徑無關【例題】1.一帶電粒子在勻強磁場中作勻速圓周運動，運動周期為210-5s.已知勻強磁場的磁感應強度為0.8T，則該粒子的質(zhì)量與其電量的比值為(A) 1.2510-6kg/C； (B) 8.010-6kg/C；(C) 4.810-6kg/C； (D) 4.010-6kg/C 2如下圖所示，在正方形abcd范圍內(nèi)，有方向垂直紙面向里的勻強磁場，電子各以不同的速率，都從a點沿ab方向垂直磁場方向射入磁場，其中速率為v1 的電子從c點沿bc射出，速率為v2的電子從d點沿cd方向射出。不計重力，兩電子（ ）（A）速率之比v1/v2=2 （B）在磁場中運行的周期之比T1/T2=1/2（C）在磁場中運行的時間之比 t1/t2=1/2（D）動量大小之比p1/p2=13同一種帶電粒子以不同的速度垂直射人勻強磁場中，其運動軌跡如圖所示，則可知：（1）帶電粒子進人磁場的速度值有幾個？（2）這些速度的大小關系為 （3）三束粒子從0點出發(fā)分別到達1、2、3點所用時間關系為 4邊長為的正方形區(qū)域abcd內(nèi)有如圖所示的勻強磁場，磁感應強度為B，一束電子在a處沿著ab方射入.設電子質(zhì)量為m、電量為e.那么在磁場中電子運動的最長時間為 ，能在cd邊長射出磁場的電子中具有的最大速度值為 .4質(zhì)譜儀請同學們閱讀課本上例題的分析求解過程，然后組織學生討論質(zhì)譜儀的工作原理小結本節(jié)課我們學習了帶電粒子垂直于勻強磁場運動的情況，經(jīng)過實驗演示和理論分析得出粒子做勻速圓周運動并根據(jù)牛頓運動定律得出粒子運動的半徑公式和周期公式最后我們討論了它的一個具體應用質(zhì)譜儀但應注意的是如果帶電粒子速度方向不是垂直勻強磁場方向時，帶電粒子將不再是作勻速四周運動作業(yè)：P156、1。2。3