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带电粒子在匀强磁场中的运动

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带电粒子在匀强磁场中的运动毛卫娟一、教学目标1.知识与技能(1)理解洛伦兹力对粒子不做功。(2)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。(3)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,并会用它们解答有关问题。(4)知道质谱仪的工作原理。知道回旋加速器的基本构造、工作原理及用途。2.过程与方法通过综合运用力学知识、电磁学知识解决带电粒子在复合场(电场、磁场)中的问题,培养学生的分析推理能力。3.情感、态度与价值观通过本节知识的学习,充分了解科技的巨大威力,体会科技的创新与应用历程。二、教学重点难点重点:带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径和周期公式,并能用来分析有关问题。难点:带电粒子在匀强磁场中的受力分析及运动径迹。三、教学方法实验观察法、讲述法、分析推理法。四、教学用具洛伦兹力演示仪、电源、投影仪、投影片、多媒体辅助教学设备。五、教学过程(一)导入新课问题 1:什么是洛伦兹力?磁场对运动电荷的作用力问题 2:带电粒子在磁场中是否一定受洛伦兹力?不一定,洛伦兹力的计算公式为 F=qvBsin。,9 为电荷运动方向与磁场方向的夹角,当 9=90°时,F=qvB;当 9=0°时,F=0。问题 3:带电粒子垂直磁场方向进入匀强磁场时会做什么运动呢?今天我们来学习——带电粒子在匀强磁场中的运动、质谱仪。(二)推进新课[演示]先介绍洛伦兹力演示仪的工作原理,由电子枪发出的电子射线可以使管内的低压水银蒸气发出辉光,显示出电子的径迹。后进行实验。教师进行演示实验。[实验现象]在暗室中可以清楚地看到,在没有磁场作用时,电子的径迹是直线;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圆形。[教师引导学生分析得出结论](1)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。(2)带电粒子垂直进入匀强磁场中的受力及运动情况分析(动态课件)。一是要明确所研究的物理现象的条件——在匀强磁场中垂直于磁场方向运动的带电粒子;二是分析带电粒子的受力情况,用左手定则明确带电粒子初速度与所受到的洛伦兹力在同一平面内,所以只可能做平面运动;三是洛伦兹力不对运动的带电粒子做功,它的速率不变,同时洛伦兹力的大小也不变;四是根据牛顿第二定律,洛伦兹力使运动的带电粒子产生加速度(向心加速度)。[出示投...

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