带电粒子在匀强磁场中的运动+教案 高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册.docx

课题1.3 带电粒子在匀强磁场中的运动教学目标1. 知道带电粒子沿着磁场垂直的方向射入匀强磁场会做匀速圆周运动，能推导半径和周期。2. 经历实验验证带电粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动。3. 知道带电粒子做匀速圆周运动的周期与速度无关。重点知道带电粒子沿着磁场垂直的方向射入匀强磁场会做匀速圆周运动，能推导半径和周期。难点知道带电粒子做匀速圆周运动的周期与速度无关。教学过程一、情境引入师：在现代科学技术中，常常要研究带电粒子在磁场中的运动。如果沿着与磁场垂直的方向发射一束带电粒子，请猜想这束粒子在匀强磁场中的运动径迹？二、新课教学问1：由于是匀强磁场，洛伦兹力大小？生：不变。问2：洛伦兹力的方向总与速度方向？生：垂直。师：因此洛伦兹力对电荷做功吗？生：不做功！问3：洛伦兹力只会改变粒子速度的？不改变速度的？故粒子将做？教学过程生：由于洛伦兹力只改变速度方向，不改变速度大小，因此做匀速圆周运动。实验：用洛伦兹力演示仪观察运动的电子在磁场中的偏转，装置当中有电子枪，灯丝点亮后就会不断释放电子，再有加速电场给电子加速使电子获得速度，励磁线圈又称亥姆赫兹线圈，这样的线圈中间形成的磁场为匀强磁场。师：分别预测下列情况下带电粒子的运动径迹：1. 不加磁场。2. 给励磁线圈通电，在玻璃泡中产生沿两线圈中心连线方向，由读者指向纸面的磁场。3. 保持出射电子的速度不变，改变磁感应强度。4. 保持磁感应强度不变，改变出射电子的速度大小和方向。问：带电粒子在磁场中做圆周运动的半径和周期与哪些因素有关呢？请同学们推导。生：根据洛伦兹力提供向心力可知，由周期公式可知，可见周期与轨迹半径和运动速度无关！例1. 一个质量为1.67×10-27kg、电荷量为1.6×10-19C的带电粒子，以5×105m/s的初速度沿与磁场垂直的方向射入磁感应强度为0.2T的匀强磁场。求：（1）粒子所受的重力和洛伦兹力的大小之比；（2）粒子在磁场中运动的轨道半径；（3）粒子做匀速圆周运动的周期。师：带电粒子在磁场中运动情况的研究方法： 找圆心（1）已知入射方向和出射方向：作入射速度和出射速度的垂线，两垂线交点即圆周运动的圆心。教学过程（2）已知入射方向和出射点的位置：作入射速度垂线和弦的中垂线，交点即圆周运动的圆心。定半径方法一：已知物理量(q、m、B、v)，利用公式求半径方法二：已知其他几何量利用数学图形知识求半径，一般利用几何知识，常用解三角形的方法 确定运动时间利用圆心角与弦切角的关系，或者四边形内角和等计算出圆心角的大小，由公式可求出运动时间：或例1. 正方形容器处于匀强磁场中，一群速率不同的粒子沿ad方向垂直射入匀强磁场中，有的从b孔射出，有的从c孔射出，则从b、c射出的粒子在磁场中的：（1）速度之比vbvc =？（2）加速度之比abac =（3）运动时间之比tbtc =教后反思本节课基于上节课内容的延伸，难度上加深，对于学生理解可能有点难度，需要多练习。学科网（北京）股份有限公司学科网（北京）股份有限公司