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第一章静电场第九节带电粒子在电场中的运动 知识准备 1 洛伦兹力的特点 大小 方向判断 左手定则2 物体做匀速圆周运动的条件 物体所受的合外力大小不变 方向始终与速度方向垂直 3 向心力大小 周期公式 4 动能定理 合力所做的功等于物体动能的变化 学习目标 1 理解带电粒子垂直进入磁场时做匀速圆周运动 2 会推导带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式 周期公式 并会运用解决有关问题 认真观察实验 思考并讨论 为什么带电粒子垂直进入磁场做圆周运动 做什么样的圆周运动 3分钟后比谁回答的既准确又简洁 自学指导 请同学们快速认真阅读课本p180的轨道半径和周期一框 解决如下问题 1 半径r的推导过程及其表达式的物理意义 q b 得r 2 周期t的推导过程及其表达式的物理意义 将r 代入t 得t 3分钟后比谁推理正确 理解全面 当堂训练 1 电子垂直射入b 7 0 t的匀强磁场中 做圆周运动的轨道半径为 m 求电子运动的速率 解 根据半径公式r 得 代入数据得 m s 匀强磁场中 有两个电子分别以速率 和 沿垂直于磁场方向运动 哪个电子先回到原来的出发点 质子和一价钠离子分别垂直进入同一匀强磁场中做匀速圆周运动 如果它们的圆周运动半径恰好相等 这说明它们在刚进入磁场时 速率相等 动量大小相等 动能相等 质量相等 因为电子在匀强磁场中的运动周期与电子的速率无关 所以两个电子同时回到原来的出发点 答 请同学们看例题 思考如下问题 1 粒子在s1区 s2区 s3区分别做什么运动 2 解答本例题的依据是什么 小结 本节课主要学习解决了以下问题 1 当带电粒子垂直射入匀强磁场中时 粒子在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动 2 带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的轨道半径r 周期t 巩固练习 1 同一种带电粒子以不同速度垂直射入一匀强磁场中 其运动轨迹如图 则可知 带电粒子进入磁场的速度值有 3 个 这些速度的大小关系为 v3 v2 v1 三束粒子从o点出发分别到达1 2 3所用时间关系 t1 t2 t3 1 2 3 o 2 带电粒子以一定速度垂直射入匀强磁场 若只考虑洛伦兹力 则粒子 a a 动能不变 b 动量不变 c 速度不变 d 加速度不变 3 一带电粒子在磁感强度为b的匀强磁场中做匀速圆周运动 如它又顺利进入另一磁感强度为2b的匀强磁场中仍做匀速圆周运动 则 bd a 粒子的速率加倍 周期
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