〔带电粒子在磁场中的运动〕教学设计.doc

《带电粒子在磁场中的运动教师提供例题 小组讨论 学生评价 教师点评 四、课时设计——2课时 五、教学过程———第1课时 【课前预习】 1、洛仑兹力 （1）洛仑兹力是磁场对____________电荷的作用力。 （2）大小：f洛=___________ （3）方向：由_________判定。洛仑兹力一定垂直于_______和_______所决定的平面，但磁场方向与速度方向不一定垂直。 （4）特点： a 、因为_________，故洛仑兹力一定不做功，洛仑兹力只改变速度的_______不改变速度的_________。 b、洛仑兹力与运动状态有关，_______的变化会引起洛仑兹力的变化 2 、带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动（不计其他作用） （1）若v∥B带电粒子所受的洛仑兹力F=0,因此带电粒子以速度v做_________运动 （2）若v⊥B带电粒子垂直于磁感线的平面内以入射速度v做___________运动 a、向心力由洛仑兹力提供，即Bqv=mv2/R b、轨道半径公式R=___________ c、周期公式T=___________ 【教学内容】 Ⅰ:轨迹问题的定性分析 思考与问题 1、带电粒子垂直进入匀强磁场的轨迹的分析 ①f洛? v的方位关系怎样？ ②f洛 ? ③f洛? ④带电粒子在磁场中的运动具有什么特点？ 例1：两个粒子带电量相等，在同一匀强磁场中只受磁场力而做匀速圆周运动，则( ) A.若速率相等，则半径相等 B.若速率相等，则周期相等 C.若动量大小相等，则半径相等 D.若动能相等，则周期相等 例2.一带电粒子沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场，粒子的一段径迹如图，径迹上每一段都可看成园弧，由于带电粒子使沿途中空气电离，粒子的能量逐渐减少(电量不变),则可判断 ( ) A、粒子从a b ，带正电； B、粒子从b a ，带负电； C、粒子从a b ，带正电； D、粒子从b a， 带负电。 Ⅱ:带电粒子在磁场中的运动的定量计算： 思考与问题： 2、带电粒子在磁场中做圆周运动的半径 归纳总结方法：带电粒的几何分析往往包括以下几个步骤：一是正确地画出粒子在磁场中的运动轨迹，二是根据轨迹确定圆弧的圆心三是确定圆弧的半径；再根据圆心角、弦切角、圆周角等之间的关系来求解相关的问题。 （1）已知两个速度方向：可找到两条半径，其交点是圆心。 （2）已知入射方向和出射点的位置(已知一个速度方向和一条弦)： 通过入射点作入射方向的垂线，连接入射点和出射点，作中垂线，交点是圆心。 2、运动时间的确定：或 题型1、带电粒子在无界磁场中的运动 例3：如图所示，在B=9.1x10-4T的匀强磁场中，C、D是垂直于磁场方向的同一平面上的两点，相距d=0.05m。在磁场中运动的电子经过C点时的速度方向与CD成α=300角，并与CD在同一平面内，问： (1)若电子后来又经过D点，则电子的速度大小是多少？ (2)电子从C到D经历的时间是多少？(电子质量me=9.1x10-31kg，电量e=1.6x10-19C) 题型2 带电粒子在有界磁场中的运动 1、穿过圆形磁场区的运动 例4：如图中圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B，现有一电量为q，质量为m的正离子从a点沿圆形区域的直径射入，设正离子射出磁场区域的方向与入射方向的夹角为600，求此正离子在磁场区域内飞行的时间及射出磁场时的位置。 2、穿过矩形磁场区的运动 例5：一束电子（电量为e）以速度V0垂直射入磁感应强度为B，宽为d的匀强磁场中，穿出磁场时速度方向与电子原来入射方向成300角，求：电子的质量和穿过磁场的时间。 3、【拓展变式】 变式：在上题中若电子的电量e，质量m，磁感应强度B及宽度d已知，若要求电子不从右边界穿出，则初速度V0有什么要求？ 带电粒子在磁场运动的临界问题 例：两板间（长为L，相距为L）存在匀强磁场，带负电粒子q、m以速度V0从方形磁场的中间射入，要求粒子最终飞出磁场区域，则B应满足什么要求？ 【课堂小结】 一、洛伦兹力的特点与带电粒子在磁场中的轨迹 1.洛伦兹力的方向：左手定则 2.洛伦兹力的特点：洛伦兹力具有永远不做功的特点． 1、圆心的确定 （1）已知两个速度方向：可找到两条半径，其交点是圆心。 （2）已知入射方向和出射点的位置(已知一个速度方向和一条弦)： 通过入射点作入射方向的垂线，连接入射点和出射点，作中垂线，交点是圆心。 2、运动时间的确定：或 【课后总结反思：】