高中物理 第三章 第六节《带电粒子在匀强磁场中的运动》导学案 新人教版选修3-1

1、湖北省洪湖市贺龙高级中学高中物理人教版选修3-1第三章 第六节带电粒子在匀强磁场中的运动导学案【学习目标】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和周期公式。理解回旋加速器的工作原理并能进行相关计算。【重点难点】学习重点：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式和周期公式的推导。学习难点：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时所用到的几何关系。【学法指导】先通过实验观察带电粒子在匀强磁场中的运动轨迹，再理论分析、推导其原因，并求其半径公式和周期公式。【知识链接】质点做匀速圆周运动的条件是什么？【学习过程】知识点一：带电粒子在匀强磁场中的运动（认真阅读课本“带电粒子在匀强磁场中的运动

2、”这一部分，试着回答以下问题。）（A级）问题1：在课本图3.61所示的实验中，你观察到粒子的运动轨迹是怎样的？你猜这些粒子做的是什么运动？（B级）问题2：带电粒子在匀强磁场中运动时受到的洛伦兹力有何特点？请你从这个角度，定性地分析你的猜想。（B级）问题3：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，试问：（1）它们的轨道半径之比是多少？（2）哪个电子先回到原来的出发点？小结：垂直射入匀强磁场中的带电粒子做_运动， _是其向心力来源。轨道半径和周期的计算式：知识点二：回旋加速器（认真阅读课本“回旋加速器”这一部分，试着回答以下问题。）（A级）问题1：如图所示，一带电粒子质量为m，带电

3、量为q，经加速电压U加速后末速度v=？由计算结果分析知道，要想得到较大的末速度， 我们可以提高什么？（A级）问题2：过高的加速电压在技术上是很困难的，我们要想获得更大的速度，可以采取什么办法？小结：回旋加速器的设计思想及对电源的要求知识应用：（B级）yxoBvvaO/一个质量为m电荷量为q的带电粒子从x轴上的P（a，0）点以速度v，沿与x正方向成60的方向射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直于y轴射出第一象限。求匀强磁场的磁感应强度B和射出点的坐标。（B级）边长为a的正方形，处于有界磁场中，如图所示，一束电子以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:

4、tB= 。（B级）如图所示，一电子以速度v垂直射入磁感应强度为B，宽度为d的匀强磁场中，穿透磁场时速度方向与电子原来入射方向夹角为30，则电子做圆周运动的半径为 ，电子的质量为 ，运动时间为 。（C级）如图所示，在半径为r的圆形区域内，有一个匀强磁场，一带电粒子以速度v0从M点沿半径方向射入磁场区，并由N点射出，O点为圆心，MON=120时，求：带电粒子在磁场区域的偏转半径R及在磁场区域中的运动时间。（B级）设回旋加速器中匀强磁场的磁感应强度为B，被加速的带电粒子质量为m，电荷量为q，D形盒的半径为R。求：（1）带电粒子最后从出口处沿切线方向飞出时的动能多大？（2）两个D形盒间的高频加速电压的频率f多大？小结：确定圆心、半径的两种方法： 偏向角、偏转角、圆心角、弦切角的几何关系： 圆形磁场中的常用规律 【课堂小结】 带电粒子在匀强磁场中的运动 回旋加速器 【当堂检测】 （A级）关于回旋加速器，下列说法正确的是（ ） A电场和磁场都是用来加速粒子的B电场用来加速粒子，磁场仅使粒子做圆周运动C粒子经加速后具有的最大动能与加速电压值有关D为了是粒子不断获得加速，粒子圆周运动的周期等于交流电的半周期（B级）在匀强磁场中，一个带电粒子做匀速圆周运动，如果磁场的磁感应强度突然加倍，下列说法中正确的是：（ ）A粒子的速