学习内容3.6带电粒子在匀强磁场中的运动学习目标1．通过实验知道.doc

学习内容 3.6带电粒子在匀强磁场中的运动 学习目标 1．通过实验知道带电粒子沿着与磁场垂直的方向射入匀强磁场会做圆周运动，圆周运动的半径与磁感应强度的大小和入射的速度的大小有关 2．通过理论分析知道带电粒子沿着与磁场垂直的方向射入匀强磁场会做圆周运动，并能用学过的知识推导出匀速圆周运动的半径公式和周期公式 3．能够用学过的知识分析、计算有关带电粒子在匀强磁场中受力、运动的问题，了解质谱仪和回旋加速器的工作原理 学习重点 质谱仪和回旋加速器的工作原理 学习难点 带电粒子在匀强磁场中的受力分析及运动径迹 学法指导 实验观察法、分析推理法。 导 学 过 程 自主空间 一、先学后教 自学质疑 1．带电粒子在匀强磁场中的运动 (1)带电粒子的运动方向与磁场方向平行：做　　　　运动。 (2)带电粒子的运动方向与磁场方向垂直：粒子做　　　　运动且运动的轨迹平面与磁场方向　　　。轨道半径公式：　　 周期公式：　　　　。 (3)带电粒子的运动方向与磁场方向成θ角：粒子在垂直于磁场方向作　　　　运动，在平行磁场方向作　　　　　运动。叠加后粒子作等距螺旋线运动。 2．质谱仪是一种十分精密的仪器，是测量带电粒子的　　和分析　　　的重要工具。 3．回旋加速器： (1)使带电粒子加速的方法有：经过多次　　直线加速；利用电场　　和磁场的　　作用，回旋　速。 (2) 回旋加速器是利用电场对电荷的加速作用和磁场对运动电荷的偏转作用，在　　的范围内来获得　　　　的装置。 (3)为了保证每次带电粒子经过狭缝时均被加速，使之能量不断提高，要在狭缝处加一个　　电压，产生交变电场的频率跟粒子运动的频率　　。 (4)带电粒子获得的最大能量与D形盒　　有关。 二、合作探究 交流展示 例1．三种粒子、、，它们以下列情况垂直进入同一匀强磁场，求它们的轨道半径之比。 (1)具有相同速度； (2)具有相同动能。 例2． 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的磁场中做匀速圆周运动，最后打到照相底片D上，如图所示。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。 例3． 已知回旋加速器中D形盒内匀强磁场的磁感应强度B＝1.5T，D形盒的半径为R＝60 cm，两盒间电压U＝2×104 V，今将α粒子从间隙中心某处向D形盒内近似等于零的初速度，垂直于半径的方向射入，求粒子在加速器内运行的时间的最大可能值。 三、迁移运用 当堂达标 1．在匀强磁场中，一个带电粒子作匀速圆周运动，如果又顺利垂直进入另一磁感应强度是原来磁感应强度2倍的匀强磁场，则（ ）A．粒子的速率加倍，周期减半 B．粒子的速率加倍，轨道半径减半 C．粒子的速率减半，轨道半径变为原来的1/4 D．粒 2.关于回旋加速器中电场和磁场的说法中正确的是 （ ）A．电场和磁场都对带电粒子起加速作用 B电场和磁场是交替地对带电粒子做功的 C只有电场能对带电粒子起加速作用 D磁场的作用是使带电粒子在D形盒中做匀速圆周运动 （ ）A．粒子从a到b,带正电 B．粒子从b到a,带正电 C．粒子从a到b.带负电 D．粒子从b到a,带负电×1011c/kg） 四、复习巩固 当堂小结 1．在回旋加速器中,下列说法不正确的是 ( ) A．电场用来加速带电粒子,磁场则使带电粒子回旋 　 B．电场和磁场同时用来加速带电粒子 　 C．在交流电压一定的条件下,回旋加速器的半径越大,同一带电粒子获得的动能越大 　 D．同一带电粒子如图所示，一导电金属板置于匀强磁场中，当电流方向向上时，金属板两侧电子多少及电势高低，判断正确的是A．左侧电子较多，左侧电势较高 B．左侧电子较多，右侧电势较高 C．右侧电子较多，左侧电势较高 D．右侧电子较多，右侧电势较高 A．带正电粒子必须沿ab方向从左侧进入场区,才能沿直线通过　B．带负电粒子必须沿ba方向从右侧进入场区,才能沿直线通过 C．不论粒子电性如何,沿ab方向从左侧进入场区,都能沿直线通过 D．不E=4V/m，方向水平向左，匀强磁场的磁感应强度B=2T，方向垂直纸面向里。一个质量为m=1g、带正电的小物块A，从M点沿绝缘粗糙的竖直壁无初速度下滑，当它滑行0.8m到N点时就离开壁做曲线运动。当A运动到P点时，恰好处于平衡状态，此时速度方向与水平成45°角，设P与M的高度差H为1.6m。求： （1）A沿壁下滑时摩擦力做的功。 （2）P与M的水平距离s是多少？ 五、布置作业 课后反思：