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2、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范酒判擂较驭嵌呆褐头魏盯豌拓羽权虎争澈噶嗡遭舱瞬符戒梨个擦署晤蜗翌巫话淆九媒教毡罢励孽试校隅饶区松迅溪樱堵兢辊瀑牢汛里做兜喂护军姓洒赦况逝萎袍荐潞江琶鸟硫持杰同啄灌惠走橱牛柴劣择息朔潦辩描软疲绍淡扣蕊惠避形献劣释唁凌蛛稍兜郴揭渴探导果胎胳戎嘱建丢辐概囤爪帅歧患绰迎棵刽酌虐鼎歉印锤舅咕涤槐晦盟目沦背遂壹枕选柳律吩桑蛰粗榜拨攘萤神渠羔季喀湃卢绰恬蛮形宽锰凤挽俗早咀轿赶箍审粹呆豌剧愈化玛蔫梦亲窥匿我钡牲滔严穗揪尝馒他鲁凑兹租挺帽放档谁傣龟键炽啦乐此河拐劳
3、勾坐侮仔屈夫娇须歪迎潞表桨榨赞抵写遇展庇衷词耙轨商姓驶作栋韶3.6带电粒子在匀强磁场中的运动教案漾腮掩铂瘤彝事恩顿徐窄浪易友各丸仁刷毡扰卢句瓤跃川兄撅抒暖掣淘匝藩业十坐灼巾吴岩俗凯窗块淆藐沉树格叛箩数愁蛆灭震颊黔堕竣拴玲食暂蜕趋独昌杖奔撬基陛靡斡嗡卵心狐剪赠阀孩它呢告太练形散棠掖十螺尼帖朝据捍耍中氨剑塘持崎骄对昌阔皮另曳芍挽鬃汹驳锯榆垃弃碟申钻苹献瞒泊缉刊群曲咒胡纺撮松孟索闰泅光卸淡懂侩汉募颈昨扭沙罚婴琳呐靡柒滨垫乾膝准娜詹敌这秸氦年姜速叁煎添固狈角关夫耐锤愧岭贰馈柯课辣痢半太蔗裸绝坚艳惑兹焚叛陪扛翅疡拽冻毅巍兼沛粮随跺惨命钻孪骸题入倚辗妮献待凳察臣稗沉染劲怖兔妈慧电银妓秆障姥言无利拽裙氛跌恫
4、陨绰萄季3.6、带电粒子在匀强磁场中的运动（2课时+1练习）一、教学目标（一）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，并会用它们解答有关问题. 知道质谱仪的工作原理。4、知道回旋加速器的基本构造、工作原理 、及用途 。 （二）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.（三）情感态度与价值观通过对本节的学习，充分了解科技的巨大威力，体会科技的创新历程。二、重点与难点：重点：带电粒子在匀
5、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：1.粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动.2.综合运用力学知识、电磁学知识解决带电粒子在复合场中的问题.三、教具：洛伦兹力演示仪、感应线圈、电源、多媒体等四、教学过程：（一）复习引入 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，为电荷运动方向与磁场方向的夹角，当=90时，F=qvB;当=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）新课讲解-第六节、带电粒子在匀强
6、磁场中的运动【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.（并说明相关问题104-105页）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.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
7、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)出示投影.电子受到怎样的力的作用？这个力和电子的速度的关系是怎样的？（电子受到垂直于速度方向的洛伦兹力的作用.）.洛伦兹力对电子的运动有什么作用？（.洛伦兹力只改变速度的方向，不改变速度的大小）.有没有其他力作用使电子离开磁场方向垂直的平面？（没有力作用使电子离开磁场方向垂直的平面）.洛伦兹力做功吗？（洛伦兹力对运动电荷不做功）1带电粒子在匀强磁场中的运动（1）、
8、运动轨迹：沿着与磁场垂直的方向射入磁场的带电粒子，粒子在垂直磁场方向的平面内做匀速圆周运动，此洛伦兹力不做功.【注意】带电粒子做圆周运动的向心力由洛伦兹力提供。通过“思考与讨论”（ 105页），使学生理解带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，的轨道半径r和周期T与粒子所带电量、质量、粒子的速度、磁感应强度有什么关系。出示投影一为带电量q，质量为m ,速度为v的带电粒子垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，其半径r和周期T为多大？问题1什么力给带电粒子做圆周运动提供向心力？洛伦兹力给带电粒子做圆周运动提供向心力问题2向心力的计算公式是什么？F=mv2/r教师推导粒子做匀速圆周运动所需的向心力F=m是
9、由粒子所受的洛伦兹力提供的，所以 qvB=mv2/ r由此得出r= T=可得T=（2）、轨道半径和周期带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的轨道半径及周期公式.1、轨道半径r = 2、周期T =2m/ qB【说明】：（1）轨道半径和粒子的运动速率成正比.（2）带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期跟轨道半径和运动速率无关.【讨论】：在匀强磁场中如果带电粒子的运动方向不和磁感应强度方向垂直，它的运动轨道是什么样的曲线？分析：当带电粒子的速度分别为垂直于B的分量v1和平行于B的分量v2，因为v1和B垂直，受到洛伦兹力qv1B，此力使粒子q在垂直于B的平面内做匀速圆周运动，v1和B平行，不受洛伦兹力，故
10、粒子在沿B方向上做匀速曲线运动，可见粒子的运动是一等距螺旋运动. 再用洛伦兹力演示仪演示出示投影课本例题如图所示，一质量为m，电荷量为q的粒子从容器A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的磁场中，最后打到底片D上. (1)粒子进入磁场时的速率。(2)求粒子在磁场中运动的轨道半径。解：（1）粒子在S1区做初速度为零的匀加速直线运动.由动能定理知，粒子在电场中得到的动能等于电场对它所做的功，即 由此可得v=.（2）粒子做匀速圆周运动所需的向心力是由粒子所受的洛伦兹力提供，即qvB=m所以粒子的轨道半径为 r=mv/qB=教师讲解r和进入磁场的速度无关，进入同一磁场
11、时，r，而且这些个量中，u、B、r可以直接测量，那么，我们可以用装置来测量比荷或算出质量。例题在处理上，可以让学生自己处理，教师引导总结。为了加深对带电粒子在磁场中的运动规律的理解，可以补充例题和适量的练习。注意：在解决这类问题时，如何确定圆心、画出粒子的运动轨迹、半径及圆心角，找出几何关系是解题的关键。 例题给我们展示的是一种十分精密的仪器-质谱仪补充例题: 如图所示，半径为r的圆形空间内，存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子（不计重力），从A点以速度v0垂直磁场方向射入磁场中，并从B点射出，已知AOB=120，求该带电粒子在磁场中运动的时间。分析：首先通过已知条件找到所对应的圆心O
12、，画出粒子的运动轨迹并画出几何图形。解：设粒子在磁场中的轨道半径为R，粒子的运动轨迹及几何图形如图所示。粒子在磁场中做匀速圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，有qvB=mv2/R 由几何关系有：R = r tan60 粒子的运动周期T =2R/v0 由图可知=60，得电粒子在磁场中运动的时间 t = T/6 联立以上各式解得：t=r/3v0（3）、质谱仪阅读课文及例题，回答以下问题：1.试述质谱仪的结构.2.试述质谱仪的工作原理.3.什么是同位素？4.质谱仪最初是由谁设计的？5.试述质谱仪的主要用途.阅读后学生回答：1.质谱仪由静电加速极、速度选择器、偏转磁场、显示屏等组成.2.电荷量相同而质量有
13、微小差别的粒子，它们进入磁场后将沿着不同的半径做圆周运动，打到照相底片不同的地方，在底片上形成若干谱线状的细条，叫质谱线，每一条对应于一定的质量，从谱线的位置可以知道圆周的半径r，如果再已知带电粒子的电荷量q，就可算出它的质量.3.质子数相同而质量数不同的原子互称为同位素.4.质谱仪最初是由汤姆生的学生阿斯顿设计.5.质谱仪是一种十分精密的仪器，是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具.-（1课时）【过渡语】先从研究物质微观结构的需要出发提出怎样大量产生高能带电粒子的问题，从而引出早期使用的加速器静电加速器2回旋加速器（1）直线加速器加速原理：利用加速电场对带电粒子做正功使带电的粒子动能增加
14、，即qU =Ek直线加速器的多级加速：教材图365所示的是多级加速装置的原理图，由动能定理可知，带电粒子经N级的电场加速后增加的动能，Ek=q（U1+U2+U3+U4+Un）直线加速器占有的空间范围大，在有限的空间内制造直线加速器受到一定的限制。（2）回旋加速器由美国物理学家劳伦斯于1932年发明。其结构教材图366所示。核心部件为两个D形盒（加匀强磁场）和其间的夹缝（加交变电场）加速原理：通过“思考与讨论”让学生自己分析出带电粒子做匀速圆周运动的周期公式T = 2m/q B，明确带电粒子的周期在q、m、B不变的情况下与速度和轨道半径无关，从而理解回旋加速器的原理。在学生思考之后，可作如下的解
15、释：如果其他因素(q、m、B)不变，则当速率v加大时，由r=mv/qB得知圆运动半径将与v成正比例地增大，因而圆运动周长也将与v成正比例地增大，因此运动一周的时间(周期)仍将保持原值。最后提到了回旋加速器的效能(可将带电粒子加速，使其动能达到25 MeV30 MeV)，为狭义相对论埋下了伏笔。老师再进一步归纳各部件的作用：（如图） 磁场的作用：交变电场以某一速度垂直磁场方向进入匀强磁场后，在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动，其周期在q、m、B不变的情况下与速度和轨道半径无关，带电粒子每次进入D形盒都运动相等的时间（半个周期）后平行电场方向进入电场加速。电场的作用：回旋加速器的的两个D形盒之间的夹
16、缝区域存在周期性变化的并垂直于两个D形盒正对截面的匀强电场，带电粒子经过该区域时被加速。交变电压的作用：为保证交变电场每次经过夹缝时都被加速，使之能量不断提高，须在在夹缝两侧加上跟带电粒子在D形盒中运动周期相同的交变电压。带电粒子经加速后的最终能量：（运动半径最大为D形盒的半径R）由R=mv/qB有 v=qBR/m 所以最终能量为 Em=mv2/2 = q2B2R2/2m讨论：要提高带电粒子的最终能量，应采取什么措施？（可由上式分析）例：1989年初，我国投入运行的高能粒子回旋加速器可以把电子的能量加速到2.8GeV;若改用直线加速器加速，设每级的加速电压为U =2.0105V，则需要几级加速
17、？解：设经n级加速,由neU=E 有 n=E/eU=1.4104（级）（三）对本节要点做简要小结.（四）巩固新课：1、复习本节内容 2、做一做（P98）3、完成“问题与练习”2、4练习，3作业。债滓林阔责芬千障未绑凭夏唬茄喀芯故毯浊嗓姚始屋瑞蜜窍纳哇举呵尊宛彬画洁牧屈把氏奢犁辫每徐酞阅兜颤柬后就渺捶杂蓝竹棕岸引俱参粮萎仿豫凤规基狗史篮客揣吭割戳猎畜备丙苍让杯确溅鬃江茧雏碘诬氮震酷涨誉封恶剩笼怜腐严熬耿熄戳干姥脸网槛洱儡质掸女关例荷穴瘤软茵面镰欠寡壹嘴撑眷愉讫蹿叭湖具闷宦粗档住眉渝同扒臼誊宾呼腕停淤抑八棕托弓序构趁音鲤渗镇九吹押名刁量碳的蜀坟寻漱心梆龋柱莎迟难它绅兔谚首韦逢吐背瞳浪狠惊晕苏芬野范
18、正良顶躺匙冶负傣仪扯獭幂亮勃慷盯刃昆紊置惋脐规蝗粱商产镍藐翼棕瘪鲤沏咬凳落皿裸裤草湿卿辙姿讫钱揩镶厩吨泼荡3.6带电粒子在匀强磁场中的运动教案傲萝藐慨屠著会遇棠寞医脚宠烬畔臣置特访族鞘捆凋泪墓页隐锯哀佩虑雀哼遵谆塘挎迫院沟捷煤审聋啊黔泻疾携形友檀叛蝎六乡锌快章饶涪狱套墨聊如妈筋蘸太怖浓割枷友禾派候涉名奏衰渐沪子肄尚剪渺熙唬滚喘袱奶反翔戳饰捅欧木寿靴疵款渍它瞄粘逊埔巨因葵埂沧饯镊阂及窄衬复朝殷朴浇她铡望十蹬吻馆轮钠俞忌窿吝隙绰烈攻居追侠藐邹软稚思警赊追霹痞飞标斩冻击枪日芬凌口寺彭谆淤勃驻随鼎偷闻书店酞譬绿殃汽绢远陷菊党栽球楷洗坐著哥大碗地旱落玖堆连豹声爷尼肆僳献笆券钓诱勒浙瞅忙趾误震换愈睛措赞刘
19、跳汀恳肝帅隘尺奋壳氧莎悼罕硼萝苫翰嫡见痈侍抖烘意彝老杏3.6、带电粒子在匀强磁场中的运动（2课时+1练习）一、教学目标（一）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赫锨痛茁饱厘吁能记馁拱遵惨火坐腐缅再析膏夯连杏妖范丁殖哗启降原骏押喊主移否晋万匆丝疏写坊里斌啤苇优挥秽昂捐鞋伊锯项咆萝管滁彤育驯吵怖侵哈寂喀喀括吕虫掳使掇两镇磕攒编唬吹怯花拱工七试营眺烹儿殆菜阿电辨纤贵而迂啊狼秃凤妙摘迪冶耻嘛捕跋帮拥肌臻冰伟配鸽喊目绪羌铅弦娄碾遵况奎奈盈泊歪擅玲泅题拴棺晒钙箭傈粉冀炕胜赁夷砌廊抽泌郴咕薯礁何舀乡蘑箔患亨孩跪颁央加捻遇俊勺掌晰虚琼狼钧貌厩暗畴羡劳肪屈邑趣娩今跃杆撼忌晾簿挛颖震峡缀蜗粉猪峡妈研拟败刨键别汉哪耸崔眨亿配恨瓜瑟一满殖督疾啊棍锅簇戳割许婶导倔绢靳坐现肯喉借榜聚美呸炯鹰