高中物理-帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)教學(xué)課件設(shè)計(jì)

§3.6帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)目標(biāo)1、知道帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。（重點(diǎn)）2、掌握帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑公式和周期公式及應(yīng)用。（重點(diǎn)、難點(diǎn)）3、了解質(zhì)譜儀的工作原理。復(fù)習(xí)回顧1、做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體受力有什么特點(diǎn)？滿足什么規(guī)律？2、什么是洛倫茲力？大小如何求解？方向如何確定？問(wèn)題1帶電粒子垂直磁場(chǎng)方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，它將做什么運(yùn)動(dòng)？為什么？受洛倫茲力F=qvB,大小不變，方向始終與速度垂直，只改變速度的方向，不改變速度的大小。猜想：Fv+Fv+Fv+Fv+v+F勻速圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題2帶電粒子平行磁場(chǎng)方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，它將做什么運(yùn)動(dòng)？v//B，F(xiàn)洛=qvBsinθθ=0°F洛=0牛頓第一定律勻速直線運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證洛倫茲力演示儀1.儀器介紹2.演示實(shí)驗(yàn)

請(qǐng)注意記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象演示1給勵(lì)磁線圈通電，在玻璃泡中產(chǎn)生勻強(qiáng)磁場(chǎng)，打開(kāi)電子槍，讓電子束平行進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)。演示2轉(zhuǎn)動(dòng)玻璃泡，讓電子束垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)。演示3電子垂直進(jìn)入，調(diào)節(jié)勵(lì)磁線圈中的電流，增強(qiáng)磁場(chǎng)。演示4電子垂直進(jìn)入，調(diào)節(jié)電子槍的加速電壓，增大速度。例1、如圖，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于紙面向里，一帶電粒子的質(zhì)量為m，電荷量為-q(q>0)，以速度v垂直進(jìn)入磁場(chǎng)。

求：帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的的軌道半徑r和周期T。解：對(duì)帶電粒子由牛頓第二定律得圓周運(yùn)動(dòng)的周期規(guī)律總結(jié)：半徑公式：周期公式：軌道半徑r與速度v成正比，與磁感應(yīng)強(qiáng)度B成反比，與比荷q/m成反比。運(yùn)動(dòng)周期T與軌道半徑r和速度v都無(wú)關(guān)，與磁感應(yīng)強(qiáng)度B成反比，與比荷q/m成反比。帶電粒子無(wú)論以多大速度垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，只要磁場(chǎng)B和帶電粒子的種類（q/m）相同，T就相同。粒子物理學(xué)研究中，粒子通過(guò)“云室”“氣泡室”等裝置時(shí)，會(huì)顯示他們的徑跡。如果施加勻強(qiáng)磁場(chǎng)，可以看到帶電粒子的圓形徑跡。有的粒子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，受到阻力較大，能量降低，速度減小，徑跡就呈螺旋形。問(wèn)題4同學(xué)們能不能運(yùn)用帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律設(shè)計(jì)一個(gè)儀器，將電荷量相同，質(zhì)量不同的帶電粒子分開(kāi)？已知：帶電粒子可以從離子源中獲得，帶電粒子打在照相機(jī)底片上時(shí)會(huì)顯像。練習(xí)1、兩個(gè)粒子帶電量相等，在同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中只受磁場(chǎng)力而做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則（）A.若速率相等，則半徑相等B.若速率相等，則周期相等C.若m、v的乘積相等，則半徑相等D.若動(dòng)能相等，則周期相等C練習(xí)2、如圖，MN為鋁質(zhì)薄平板，鋁板上方和下方分別有垂直于圖平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)（未畫(huà)出）。一帶電粒子從緊貼鋁板上表面的P點(diǎn)垂直于鋁板向上射出，從Q點(diǎn)穿越鋁板后到達(dá)PQ的中點(diǎn)O。已知粒子穿越鋁板時(shí)，其動(dòng)能損失一半，速度方向和電荷量不變。不計(jì)重力。