第三章 磁场
第六节 带电粒子在匀强磁场中的运动
【三维目标】
一．知识与技能
1．使学生理解带电粒子在初速度方向与磁感应强度方向垂直的情况下，粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动
2．使学生能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，知道它们与哪些因素有关，会在解题中应用半径公式和周期公式
3．知道质谱仪的工作原理
4．知道回旋加速器的工作原理
二．过程与方法
通过运用力学知识，解决带电粒子在匀强磁场中的运动规律
三．情感态度与价值观
通过对本节内容的学习，特别是对质谱仪和回旋加速器的学习，体会科技的力量
【重点难点】
重点：理解带电粒子在匀强磁场中做运动圆周运动的半径和周期公式，及其应用
难点：带电粒子在匀强磁场中的受力分析及运动轨迹
【教学过程】
一．新课引入：
1．洛伦兹力演示仪内部结构介绍如图所示
2．洛伦兹力演示仪工作原理
3．应用洛伦兹力演示仪演示带电粒子在匀强磁场中的运动径迹
[实验观察]
不加磁场时电子束的径迹
给励磁线圈通电，观察电子束的径迹
保持出射的电子速度不变，改变磁感应强度，观察电子束的径迹的变化
保持磁感应强度不变，改变出射电子的速度，观察电子束的径迹变化
二．新课教学
1．带电粒子在匀强磁场中的运动
带电粒子在磁场中运动时，它所受的洛伦兹力总与速度方向垂直，所以，洛伦兹力不改变带电粒子速度的大小，即洛伦兹力不对带电粒子做功。
沿着与磁场方向垂直方向射入的带电粒子，在匀强磁场中做匀速圆周运动。
2．课堂思考与讨论
（1）带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径与粒子的速度、磁感应强度的关系。
公式推导过程：由，可得
（2）带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期与粒子的速度、磁感应强度的关系。
公式推导过程：由，可得
3．物理学中的“云室”和“气泡室”
4．质谱仪及其工作原理
例题：一个质量为m、电荷量为q的粒子，从容器A下方的小孔S1飘入电势差为Ｕ的加速电场。然后经过S3沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为Ｂ的匀强磁场中，最后打到照相底片Ｄ上求：
（１）粒子进入磁场时的速率
（２）粒子在磁场中运动的轨道半径
5．回旋加速器及其工作原理
【教学反思】
本节是高考的重点内容，学生对洛伦兹力的理解不存在困难，但在习题教学上，老师要多下功夫，尤其是要让学生多练高考题。
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