3.6 带电粒子在匀强磁场中的运动.docx

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1、3.6带电粒子在匀强磁场中的运动师：上课！同学们好，请坐。前面我们知道运动的电荷在磁场中会受到对，洛伦兹力,它的大小F = qvB（板书:F = qvB）方向和电荷的运动方向是 诙，垂直的（板书：FB） o那大家进一步思考一下，带电粒子在匀强磁场中的运动轨迹如何呢？哦，我听到有 的同学说抛物线，嗯 还有的同学说是不规则的曲线，还有同学说圆 周。那到底是怎样的呢？带着这个问题，我们来进行探究。（板书：3.6带电粒子在匀强磁场中的运动）大家看，这是一个洛伦兹力演示仪。玻璃泡内充有稀薄的气体,前后各有一个励磁线圈，通电后会产生电流，进而会产生一一对，匀 强磁场。我们怎样去判定它的方向呢？对，右手定则

2、。有没有同学能 来回顾一下右手定则的内容？嗯，李伟同学非常积极，你来说。非常 好，请坐。四指的方向和电流的方向一致，拇指所指的方向是磁场的 方向。下面有一个电子枪，它会发出速度与磁场方向垂直的电子束。 电子在磁场的作用下会受到，嗯,洛伦兹力的作用，使轨迹发生偏转。我们通过调节电子枪的加速电压和励磁线圈的电流可以来调节电子 速度的大小和磁感应强度的大小。我们先把仪器预热。这时候，大家先思考并讨论一下，在不加磁 场时电子束的轨迹是怎样的；给励磁线圈通电后电子束的径迹又会怎 样呢？（实验探究：1、无磁场2、有磁场）嗯，二组讨论非常激烈， 请二组派代表来说一下你们的讨论结果吧。嗯，他们组猜测在不加磁

3、场时电子束的轨迹是一条直线（板书：直线？），通电后，因为受到洛伦兹力的作用，会做曲线运动。其他组同学有其他的想法吗？嗯, 三组。哦，他们说因为洛伦兹力的方向和速度方向总是垂直的，通电 后洛伦兹力提供向心力，电子束的轨迹应该是圆周。（板书：圆周？） 其他组同学觉得三组同学的观点有道理吗？嗯，逻辑上似乎是没有问 题，但到底是否会产生这样的现象呢？我们还是要通过实验才能加以 证明，大家要注意观察实验现象。有没有同学想来参与一下？嗯，王浩同学。仪器预热的差不多了,现在我们不加磁场，转动加速电压按钮，大家注意观察。谀，我们发 现电子束是一条一一对，直线。现在我们调节励磁线圈的电流，产生 磁场，大家注意观

4、察。诙,我们发现电子束的轨迹成为了一个一一嗯, 圆周。好，王浩同学请回。谀，这是不是和刚才我们的猜想相一致啊？ 对。洛伦兹力和速度方向垂直，因此无法改变带电粒子速度的大小, 并且对带电粒子不做功，也不会改变它的能量。速度不变，根据我 们前面所学的洛伦兹力的表达式F = qvB, F的大小也是不变的，垂直刚好起到了向心力的作用。因此沿着与磁场垂直的方向摄入磁场的带电粒子，在匀强磁场中做匀速周运动。那如果，我们在保持出射电子速度不变的前提下，改变磁感应强度的大小，电子束的径迹会不会发生变化呢？在保持磁感应强度不变 时，改变出射电子的速度，又会发生怎样的情况呢?（板书：（1） V不变，B改变 （2） B不变，v改变）我们继续来进行操作。首先保持v不变，我们加大励磁电流，使B增大，大家注意观察实验现象。谀，我们发现粒子做圆周运动的半 径减小了。（v不变，Bt , r I ）；我们调回到之前的励磁电流：我 们保持B不变，加大加速电压，使v增大，大家注意观察。谀，我们 发现粒子做圆周运动的半径增大了。（B不变，vt , r t ）。那这是 为什么呢？带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的圆半径与粒子 的速度、磁场的磁感应强度到底有什么样的关系呢？三组洛伦兹力 提供向心力我的讲课部分到此结束，希望各位老师批评指正。谢谢大家。