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高二物理教学案 3.6 带电粒子在匀强磁场中的运动2教学目标：1、理解带电粒子的初速度方向与磁感应强度的方向垂直时，粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动。2、会推导带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径、周期公式，知道它们与哪些因素有关。并能应有相关知识解决问题。教学过程：一、 知识回顾1、 洛伦兹力产生的条件？2、 洛伦兹力大小和方向如何确定？3、 洛伦兹力方向有何特点？二、 新课教学1、带电粒子在匀强磁场中的运动引导学生预测电子束的运动情况。（1）不加磁场时，电子束的径迹；（2）加垂直纸面向外的磁场时，电子束的径迹；（3）保持出射电子的速度不变，增大或减小磁感应强度，电子束的径迹；（4）保持磁感应强度不变，增大或减小出射电子的速度，电子束的径迹实验现象：在暗室中可以清楚地看到，在没有磁场作用时，电子的径迹是 ；在管外加上匀强磁场（这个磁场是由两个平行的通电环形线圈产生的），电子的径迹变弯曲成 。磁场越强，径迹的半径 ；电子的出射速度越大， 径迹的半径 。当带电粒子的初速度方向与磁场方向垂直时，电子受到垂直于速度方向的洛伦兹力的作用，洛伦兹力只能改变速度的方向，不能改变速度的大小。因此，洛伦兹力对粒子不做功，不能改变粒子的能量。洛伦兹力对带电粒子的作用正好起到了向心力的作用。所以，当带电粒子的初速度方向与磁场方向垂直时，粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动。例1、一带电量为q，质量为m ，速度为v的带电粒子垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，其半径r和周期T为多大？如图所示。总结：半径r= ，周期T= ；粒子运动的周期与粒子的速度大小无关。2、圆心的确定及偏转时间的计算例2、如图所示，一束电子（电量为e)以速度V垂直射入磁感应强度为B、宽度为d的匀强磁场，穿透磁场时的速度与电子原来的入射方向的夹角为300。求 : (1) 电子的质量m=? (2) 电子在磁场中的运动时间t=?总结：此类题解决方法：画轨迹，找圆心，求半径，定时间。同类追踪：1、如图所示，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/3v0B2r/3v0Cr/3v0 Dr/3v02、有一圆形边界的匀强磁场区域，一束质子流以不同的速率，由圆周上的同一点，沿半径方向射入磁场，质子在磁场中（ ） A 路程长的运动时间长 B速率小的运动时间短C偏转角度大的运动时间长 D运动的时间有可能无限长3、如图所示，一带正电粒子质量为m，带电量为q，从隔板ab上一个小孔P处与隔板成45角垂直于磁感线射入磁感应强度为B的强磁场区，粒子初速度大小为v，则 (1)粒子经过多长时间再次到达隔板？ (2)到达点与P点相距多远？ （不计粒子的重力）心形图4、如图所示：以MN为界的两匀强磁场B1=2
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