2022年高中物理《带电粒子在磁场中的运动》教案新人教版.docx

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1、精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -磁场带电粒子在磁场中的运动教案一、教学目标1依据洛仑兹力的特点,懂得带电粒子垂直进入磁场做匀速圆周运动.2以洛仑兹力为向心力推导出带电粒子在磁场中做圆运动的半径r=3把握速度挑选器和质谱仪的工作原理和运算方法.二、重点、难点分析1洛仑兹力f=Bqv 的应用是该节重点.2洛仑兹力作为向心力,是使运动电荷在磁场中做匀速圆周运动的本节的难点. 3对速度挑选器和质谱仪的工作原理的懂得和把握也是本节的重点和难点.三、教具洛仑兹力演示仪.四、主要教学过程（一）引入新课1提问：如下列图,当带电粒子q 以速度 v 分别垂

2、直进入匀强电场和匀强磁场中,它们将做什么运动？（如图1 所示）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 1 页,共 5 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -回答：平抛和匀速圆周运动.在此同学很有可能依据带电粒子进入匀强电场做平抛运动的体会,误认为带电粒子垂直进入匀强磁场也做平抛运动.在这里不管同学回答正确与错误,都应立刻追问：为什么？引导同学摸索,自己得出正确答案.2观看演示试验：带电粒子在磁场中的运

3、动洛仑兹力演示仪.3看挂图,比较带电粒子垂直进入匀强电场和磁场这两种情形下轨迹的差别.（二）教学过程设计 1带电粒子垂直进入匀强磁场的轨迹（板书） 提问： f洛在什么平面内？它与v 的方位关系怎样？ f洛对运动电荷是否做功？ f洛对运动电荷的运动起何作用？带电粒子在磁场中的运动具有什么特点？通过同学的回答, 绽开争论, 让同学自己得出正确的答案,强化上节所学学问洛仑兹力产生条件,洛仑兹力大小、方向的运算和判定方法.结论：（板书）带电粒子垂直进入匀强磁场,其初速度v 与磁场垂直,依据左手定就,其受洛仑兹力的方向也跟磁场方向垂直,并与初速度方向都在同一垂直磁场的平面内,所以粒子只能在该平面内运动.

4、洛仑兹力总是跟带电粒子的运动方向垂直,它只转变粒子运动的方向,不转变粒子速度的大小,所以粒子在磁场中运动的速率是恒定的,这时洛仑兹力的大小f=Bqv 也是恒定的.洛仑兹力对运动粒子不做功.洛仑兹力对运动粒子起着向心力的作用,因此粒子的运动肯定是匀速圆周运动.2带电粒子在磁场中运动的轨道半径提问：带电粒子做匀速圆周运动时,什么力作为向心力？F 心 =f 洛=Bqv（ 1）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 2 页,共 5 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word

5、 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -做匀速圆周运动的物体所受的向心力F 心与物体质量m、速度 v 和半径 r 的关系如何？2F 心=mv r（ 2）进而由同学自己推出争论：粒子运动轨道半径与哪些因素有关,关系如何？质量不同电量相同的带电粒子,如以大小相等的动量垂直进入同一匀强磁场,它们的轨道半径关系如何？速度相同,荷质比不同的带电粒子垂直进入同一匀强磁场,它们的轨道半径关系如何？在同一磁场中做半径相等的圆周运动的氢、氦原子核,哪个运动速度大？3带电粒子在磁场中的运动周期提问：圆周长与圆半径有何关系？周长 =2 r圆周运动的周期与周长和速率的关系如何？推出带电粒子在磁场

6、中的周期争论：带电粒子在磁场中做圆周运动的周期大小与哪些因素有关？关系如何？同一带电粒子,在磁场中做圆周运动,当它的速率增大时,其周期怎样转变？速率不同、质量也不同的两带电粒子进入同一磁场做圆周运动,如它们的周期相同,就它们相同的物理量仍有哪个？4速度挑选器的工作原理提问：带电粒子（带正电）q 以速度 v 垂直进入匀强电场,受电场力作用,运动方向将发生偏转,如图2 所示.如在匀强电场范畴内再加一个匀强磁场,使该带电粒子的运动不偏转,求所加匀强磁场的方向和磁感应强度的大小.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 3 页,共 5

7、 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -引导同学利用所学学问自己分析得出结论.分析：电荷进入电场,受垂直向下的电场力作用而偏转,如使它不发生偏转, 电荷受所加磁场的洛仑兹力方向肯定与电场力方向相反, 依据左手定就和洛仑兹力方向确定磁场方向：垂直纸面、背向读者,如图3 所示.由于f洛=F 安如我们在该装置前后各加一块挡板,让电量相同的不同速度的带电粒子从前边挡板中小孔射入,经过匀强电场和磁场,只有其运动速度刚好满意f 洛 =F 安的粒子运动轨迹不发生偏转,从其次块挡板上小

8、孔中射出.转变匀强电场或匀强磁场的大小,就可以得到不同速度的带电粒子.这个装置就叫做速度挑选器.由上面的关系很简单推导出通过速度挑选器如将一个能通过某速度挑选器的正电荷换成一个电量相等速度不变的负电荷,它仍能通过该速度挑选器吗？为什么？回答：能.由于虽然它所受电场力和洛仑兹力方向都与正电荷方向相反,但大小仍旧相等,其合力仍旧为零,所以能通过.5质谱仪同的速度垂直进入同一匀强磁场,如图4,求它们运动的轨道半径之比是多少？别有：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 4 页,共 5 页 - - - - - - - - - -可编

9、辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -以上装置就是质谱仪,它可以很便利的帮忙我们发觉一些元素的同位素,或运算一些带电粒子的质量或荷质比.（三）课堂小结带电粒子垂直进入匀强磁场时,受到一个大小不变而且始终与其速度方向垂直的洛仑兹力作用,此力对带电粒子不做功,只转变粒子的速度方向,不转变其速度大小,粒子将做匀速圆周运动,其轨道半径为 r=粒子（质量、电荷不相同）,其r 与 mv 成正比,五、说明1本节在争论带电粒子在磁场中做圆周运动的规律时,第一要强调 “在匀强磁场中”和“v 垂直于 B”这两个条件.2轨道半径和周期的推导应强调推导的过程和涉及的旧学问,对于对其结果的争论上,使同学懂得该结论的内涵和外延.3在上述问题都很好的把握的基础上,再讲速度挑选器和质谱仪,这两部分内容其实就是新旧学问的实际应用.4关于带电粒子在磁场中的偏转量运算问题,因用到不少平面几何学问,可放在以后的习题课中解决.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 5 页,共 5 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载