课题走进高中物理-TheBereanLibrary.docVIP

课题：3.6带电粒子在匀强磁场中的运动 教学目标 知识与技能（重点●难点★） 过程与方法 情感态度与价值观 1．理解洛仑兹力对粒子不做功 ●2．会推导带电粒子在匀强磁场中作匀速圆周运动的半径，周期公式,知道他们与哪些因素有关。 ★3．了解质谱仪、回旋加速器的原理。 通过带电粒子在匀强磁场中的受力分析，灵活解决有关问题。 通过本节的学习，充分了解科技的巨大威力，体会科技的创新与应用历程。 【温故知新】 一个带负电的滑环套在水平且足够长的粗糙的绝缘杆上，整个装置处于方向如图所示的匀强磁场B中．现给滑环施以一个水平向右的瞬时速度，使其由静止开始运动，则滑环在杆上的运动情况可能是(　　) A．始终做匀速运动 B．开始做减速运动，最后静止于杆上 C．先做加速运动，最后做匀速运动D．先做减速运动，最后做匀速运动 【自主学习】 1．带电粒子平行射入匀强磁场的运动状态？为什么？ （重力不计） 2．沿着与磁场垂直的方向射入的带电粒子：在匀强磁场中做 ，提供向心力的是 。 3．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。 【例题精讲】 例1：一质量为m，电荷量为q的粒子，以速度v,垂直射入磁感应强度为B的匀强磁场中，带电粒子做匀速圆周运动的半径和周期的表达式？ 例2：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。 例3：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射入电势差为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。 【习题训练】 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为原来磁感应强度2倍的匀强磁场，则 （ ） A．粒子的速率加倍，周期减半 B．粒子的速率不变，轨道半径减半 C．粒子速率减半，轨道半径变为原来的1/4 D．粒子的速率不变，周期减半 质量为m、带电量为q的负电荷在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕固定的正电荷做匀速圆周运动，磁场方向垂直于运动平面，作用在负电荷上的电场力恰是磁场力的3倍，则该负电荷做圆周运动的角速度可能是（ ） A．4Bq/m B．Bq/m C．2Bq/m D．3Bq/m．如图所示，一带电粒子（重力不计）在匀强磁场中沿图中所示轨迹运动，中央是一块薄绝缘板，粒子在穿过绝缘板时有动能损失，由图可知 （ ） A．粒子的运动方向是abcde B．粒子的运动方向是edcba C．粒子带正电 D．粒子在下半周所用时间比上半周长 如图所示，两个垂直纸面向里的匀强磁场相衔接，它们的磁感应强度分别为B1、B2，且B1 B2有一带正电的粒子（不计重力）以初速度υ0垂直射入磁感应强度为B1的磁场区域，当它进入磁感应强度为B2的磁场区域后，粒子的（ ）A．速度将减小B．动能将不变C．周期增大D．轨道半径减小如图所示，一束电子（电量为e）以速度υ垂直射入磁感应强度为B，宽度为d的匀强磁场中，穿透磁场时速度方向与电子原来入射方向的夹角是30o，试求： （1）电子的质量是多少； （2）穿透磁场的时间是多少【训练】 质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具它的构造原理如图，离子源S产生带电量为q的某种正离子，离子产生时的速度很小，可以看作是静止的，离子经过电压U加速后形成离子流，然后垂直于磁场方向进入磁感应强度为B的匀强磁场，沿着半圆周运动而到达记录它的照相底片P上实验测得:它在P上的位置到入口处S1的距离为a，离子流的电流为I.请回答下列问题在时间t内射到照相底片P上的离子的数目为________单位时间穿过入口处S1离子流的能量为________试证明这种离子的质量为 【学（教）后反思】 选修3-1 d c b a × × × × × e × × × × × × × × × × × × × × ×