15带电粒子在磁场中的运动质谱仪VIP专享VIP免费

§15.5带电粒子在磁场中的运动质谱仪授课人：杨斌班级：高二（5）时间：07－4－11教学目标1、认知：理解洛仑兹力不做功，理解带电粒子的初速度方向与磁感应强度方向垂直时，粒子在匀强磁场中作匀速圆周运动。知道质谱仪工资的工作原理。2、能力：通过推导带电粒子在匀强磁场中作匀速圆周运动的半径、周期公式的推导，培养学生理解能力和推理能力。教学重点和难点带电粒子在匀强磁场中作匀速圆周运动的半径公式和周期公式的推导，并能分析、解决有关的问题。定带电粒子作匀速圆周运动的圆心位置、半径大小是能正确画出轨迹的难点教具带电粒子在匀强磁场中的运动自制模型阴极射线管感应圈蹄形磁铁投影仪教学过程复习引入：1、什么叫洛仑兹力？其大小和方向怎样确定？2、由左手定则洛仑兹力总是与粒子的运动方向垂直，那么带电粒子还能作直线运动吗？〔设疑〕:电粒子射入匀强磁场中，其初速度方向跟磁感应强度的方向关系有几种？可能有怎样的运动规律？v//B→f洛＝0→粒子作匀速直线运动v⊥B→f洛＝qvB→粒子作曲线运动（轨迹如何？）v与B夹θ角→〔板书〕:§15.5带电粒子在磁场中的运动质谱仪1、带电粒子垂直进入磁场时的运动规律：运动轨迹平面；洛仑兹力的方向及粒子的运动方向都与磁感应强度的方向垂直，则其轨迹平面在v和f洛所决定的平面，没有任何作用使之离开此平面。速度大小：f洛⊥v→f洛不对粒子做功→粒子速率不变（动能不变）速度方向：f洛⊥v→f洛改变速度的方向→粒子速度方向不断改变（动量改变）粒子受力大小：v大小不变→f洛大小不变粒子受力方向：v方向不断改变→f洛方向不断改变〔推理〕：带电粒子垂直进入磁场时的运动轨迹的形状应是怎样的？〔板书〕：带电粒子垂直进入磁场时受到一大小不变、方向总与粒子运动方向垂直的f洛作用，粒子做匀速圆周运动f洛充当向心力f洛＝f向＝qvB〔演示〕：用阴极射线管演示带电粒子在磁场中的偏转并用模型加以说明使学生对带电粒子在磁场中的运动有直观的认识。2、运动粒子的轨道半径和周期：〔投影〕：一带电粒子质量为m，电荷量为q，以速度v垂直射入B的匀强磁场中做匀速圆周运动，求其轨道半径R和周期T。〔板书〕：由f洛＝f向→qvB＝Rvm2得：qBmvR⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯半径公式又由vRT2及半径公式qBmvR，得：qBmT2⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯周期公式引导学生针对上面两个公式进行讨论，重点讨论周期公式所表达的物理意义，即带电粒子的周期只与m、q、B有关而与v和R无关。〔投影〕：讨论题①质子和一价钠离子分别垂直进入同一匀强磁场中做匀速圆周运动，如果它们的圆周运动半径恰好相等，则说明它们进入磁场时：A速率相等B动量大小相等C动能相等D质量相等②匀强磁场中，有两个电子分别以速率v和2v沿垂直于磁场方向运动，那个电子先回到原出发点？〔过渡〕：磁场对运动的带电粒子会发生作用，在电场的学习中我们知道电场也会对带电粒子产生作用。在科学技术中人们常利用磁场和电场对带电粒子的共同作用来解决有关的问题。质谱仪和下一节的回旋加速器就是这样的装置。〔投影〕：一带正电粒子质量为m，电荷量为q从A容器的下方小孔S1飘入电势差为U的加速电场，然后让粒子垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中做匀速圆周运动，求：①大致画出粒子的运动径迹。②粒子进入磁场时的速率③粒子在磁场中运动的轨道半径由动能定理221mvqU→mqUv2由f洛＝f向→qvB＝Rvm2得22qBmUqBmvR由例题可知当q、U、B一定时，质量不同的粒子进入磁场后沿不同的半径做圆周运动而打在照相底片的不同地方，形成若干条谱线状的细条－质谱线。〔讨论〕：课本图中锗的这几种同位素若同时进入磁场而打在胶片上，它们运动的时间相同吗？由qBmT2及粒子在磁场中的运动轨迹都是半圆知锗－76的运动时间长。小结及布置作业§15.5带电粒子在磁场中的运动质谱仪（说课稿）杨斌教材分析：本节应首先通过实验使学生认识到带电粒子的初速度方向与磁感应强度的方向垂直时，粒子在匀强磁场中作匀速圆周运动。在不能展示带电粒子的整个运动径迹的实验装置情形下，分以下几步进行引导：（1）引导学生回忆有关的力学知识：根据粒子的初速度、初始位置和受力情况确定粒子的运动轨迹和速度...