重庆市萱花中学高中物理 3.6 带电粒子在匀强磁场中的运动教案 新人教版选修31(1).doc

重庆市萱花中学高中物理 3.6 带电粒子在匀强磁场中的运动 新人教版选修3-1课前预习知识准备一复习左手定则。复习磁场中通电导线受到的安培力和带电粒子受到的洛伦兹力由哪些因素决定。复习匀速圆周运动向心力，周期，轨道半径的相关知识。教材助读二问题：1.带电粒子在匀强磁场中的运动具有什么特点？带电粒子在匀强磁场中是否一定能够做匀速圆周运动？2.带电粒子在匀强磁场中若能够做匀速圆周运动，那么周期和半径将如何推导，表达式是： t= ， r 3.思考质谱仪，回旋加速器，速度选择器，磁流体发电机的工作原理。4.思考经过回旋加速器加速的带电粒子最终获得的最大动能由什么决定？表达式是em= 预习自测三1、关于带电粒子在磁场中的运动，下列说法正确的是（ ）a、带电粒子飞入匀强磁场后，一定做匀速圆周运动b、带电粒子飞入匀强磁场后做匀速圆周运动时，速度一定不变c、带电粒子飞入匀强磁场后做匀速圆周运动时，洛仑兹力的方向总和运动方向垂直d、带电粒子飞入匀强磁场后做匀速圆周运动时，动能一定保持不变2、带电粒子以相同的速度分别垂直进入匀强电场和匀强磁场时，它将（ ）a、在匀强电场中做匀速圆周运动 b、在匀强磁场中做变加速曲线运动c、在匀强电场中做抛物线运动 d、在匀强磁场中做抛物线运动3、一初速度为零的带电粒子，经电压为u的电场加速后进入磁感应强度为b的匀强磁场中，已知带电粒子的质量为m，电量为q，则带电粒子所受的洛仑兹力为 ，轨道半径为 。4、质子和粒子以相同的动能垂直于磁场方向射入同一匀强磁场，它们的运动轨迹半径之比 rp：r= ，运动周期之比tp：t= 。 5. 如1图所示，半径为r的圆形空间内，存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子（不计重力），从a点以速度v0垂直磁场方向射入磁场中，并从b点射出，aob=120，则该带电粒子在磁场中运动的时间为（ ）a2r/3v0 b2r/3v0图1cr/3v0 dr/3v0 课中探究学始于疑一1. 带电粒子在磁场中是否一定受洛伦兹力？2. 带电粒子在磁场中做匀速圆周运动向心力由什么力提供？这个力对粒子做功吗？3. 回旋加速器质谱仪的工作原理是什么？粒子在回旋加速器中运动时能量来自于哪里，最大动能是否由电场决定？如果不是，那么由什么决定？质疑探究二探究一：带电粒子在磁场中的运动例1. 三种粒子、，它们以下列情况垂直进入同一匀强磁场，求它们的轨道半径之比。 具有相同速度；具有相同动量；具有相同动能。lv0abvyrrb图2探究二：带电粒子在有界磁场中的运动例2. 质量为m，电荷量为q的粒子，以初速度v0垂直进入磁感应强度为b、宽度为l的匀强磁场区域，如图2所示。求 ： 带电粒子的运动轨迹及运动性质(2)带电粒子运动的轨道半径(3)带电粒子离开磁场电的速率(4)带电粒子离开磁场时的偏转角(5)带电粒子在磁场中的运动时间t(6)带电粒子离开磁场时偏转的侧位移探究三：带电粒子在磁场中的临界问题例3. 如图3所示，比荷为e/m的电子从左侧垂直于界面、垂直于磁场射入宽度为d、磁感受应强度为b的匀强磁场区域，要从右侧面穿出这个磁场区域，电子的速度至少应为（ ）a、2bed/m b、bed/m c、bed/(2m) d、bed/m图3探究四：质谱仪，回旋加速器例4.如图4所示，一质量为m，电荷量为q的粒子从容器a下方小孔s1飘入电势差为u的加速电场。然后让粒子垂直进入磁感应强度为b的磁场中做匀速圆周运动，最后打到照相底片d上，如图3所示。求 图4粒子进入磁场时的速率；粒子在磁场中运动的轨道半径。我的知识网络图三（请同学们自己归纳总结本节的重点知识）带电粒子在匀强磁场中的运动当堂检测四1：边长为a的正方形处于有界磁场中，如图所示。一束电子以速度v0水平射入磁场后，分别从a处和c处射出，则va:vc= ，所经历的时间之比ta:tb= 2：带电液滴从h高处自由下落，进入一个既有电场又有磁场的区域，已知磁场方向垂直纸面，电场与磁场垂直，电场强度为e，磁感应强度为b，若液滴在此区域内正好做匀速圆周运动，则圆周的半径为多大？3： 已知回旋加速器中d形盒内匀强磁场的磁感应强度b1.5t，d形盒的半径为r60 cm，两盒间电压u2104 v，今将粒子从间隙中心某处向d形盒内近似等于零的初速度，垂直于半径的方向射入，求粒子在加速器内运行的时间的最大可能值。【省以致善】（请写出本堂课学习中，你认为感悟最深的几点收获）课后训练1、如下图所示，正交的电磁场区域中，有两个质量相同、带同种电荷的带电粒子，电量分别为qa、qb.它们沿水平方向以相同的速率相对着匀速直线穿过电磁场区，则（ ）a它们带负电，且qaqb. b它们带负带电，qaqb. c它们带正电，且qaqb. d它们带正电，且qaqb. 2、如图5所示，一束质量、带电量、速率均未知的正离子射入正交的电场、磁场区域，发现有些离子毫无偏移地通过这一区域，对于这些离子来说，它们一定具有（ ）图5a、相同的速率 b、相同的电量c、相同的质量 d、速率、电量和质量均相同oxyv0ab3带电粒子（不计重力）以初速度v0从a点进入匀强磁场，如图6。运动中经过b点，oa=ob。若撤去磁场加一个与y轴平行的匀强电场，仍以v0从a点进入电场，粒子仍能通过b点，那么电场强度e与磁感强度b之比e/b为：图6av0 b1 c2v0 d4、质量为0.1kg、带电量为2.5108c的质点，置于水平的匀强磁场中，磁感强度的方向为南指向北，大小为0.65t.为保持此质量不下落，必须使它沿水平面运动，它的速度方向为_，大小为_。5. 电子自静止开始经m、n板间（两板间的电压为u）的电场加速后从a点垂直于磁场边界射入宽度为d的匀强磁场中，电子离开磁场时的位置p偏离入射方向的距离为l，如图7所示。求匀强磁场的磁感应强度。图76、如图8 所示，套在足够长的固定绝缘直棒上的小球，质量为