高中物理第一课5、带电粒子在磁场中运动教案人教版选修3

第一课 5、带电粒子在磁场中运动（不计其它作用）【学习目标】1、了解电视机显像管的简单工作原理，知道什么是扫描。2、知道粒子只在洛伦兹力作用下垂直进入匀强磁场将做匀速圆周运动，轨迹是圆周或圆弧。3、知道轨迹半径和周期与什么有关，并会推道。【自主学习】一、阅读教材第 97 页，了解显像管工作原理，回答问题：1、显像管是利用 来使带电粒子偏转的？而示波管中是利用 使粒子偏转的？为什么？2、要使电子束偏离中心打在屏上的 A 点，磁场应沿什么方向？若要打到 B 点，磁场又应沿什么方向?若要电子打在屏上的位置由 B 逐渐向 A 移动，磁场应如何变化？3、显像管中电子束的扫描与示波管中电子束扫描有何不同？为什么会不同？4、如果电视机荧光屏上没有图像，只有一条水平亮线，故障可能出现在哪里？二、预备知识1、关于匀速圆周运动合外力等于向心力；向心力表达式= = = ;v、w、T、r 的关系 .2、圆的几何知识切线的性质，圆心角、圆周角、弦切角概念及它们的关系三、带电粒子在匀强磁场中的运动（不计其它作用力）1、若 v//B，带电粒子以速度 v 做 运动（此情况下洛伦兹力 F=0）2、若 v⊥B，带电粒子在垂直于磁感线的平面内以入射速度 v 做 运动。（1）向心力由洛伦兹力提供： =m（2）轨道半径公式：R= = 。（3）周期：T= = ，频率：f== 。角频率： 。说明：T、f 和的两个特点：①T、f 和的大小与轨道半径（R）和运动速率（v）无关，只与 和 有关；② 比荷（）相同的带电粒子，在同样的匀强磁场中，T、f 和相同。用心 爱心 专心提问：你会推导轨道半径公式和周期公式吗？ 3、回旋加速器是带电粒子在电场和磁场共同作用下的一个应用实例，通过阅读教材，弄清它的工作原理，并回答问题：（1）随着粒子速度的增大，圆周轨道半径也增大，它运动半圈的时间是增大了还是减小了，还是不变? (2)为了使粒子每次经过缝隙都被加速，电势差的正负变换要越来越快吗？ （3）只要 D 型盒半径足够大，粒子的速度可以无限地增大吗？ 【课堂展示】【目标检测】1、质谱仪怎样测量带电粒子的质量？ 例：如图所示，质谱仪主要是用来研究（即原子序数相同原子质量不同的元素）的仪器，正离子源产生带电量为 q 的正离子，经 S1、S2两金属板间的电压 U 加速后，进入粒子速度选择器 P1、P2之间，P1、P2之间有场强为 E 的匀强电场和与之正交的磁感应强度为 B1的匀强磁场，通过速度选择器的粒子经 S1细孔射...