磁场中得偏转().docxVIP

个性化教学辅导教案学科：高二物理任课教师：肖郁凡授课时间：2014年5月18日(星期天 )姓名袁伟胜年级高二性别课题机械能与能源一教学目标磁场对运动电荷的作用带点粒子在磁场中的运动（质谱仪、回旋加速器的原理）带电粒子在复合场中的运动难点重点磁场对运动电话的作用、带电粒子在复合场中的运动课堂教学过程课前检查作业完成情况：优□良□中□差□建议__________________________________________过程一、洛仑兹力：磁场对运动电荷的作用力——洛伦兹力电荷的定向移动形成电流，磁场对电流的作用力是对运动电荷作用力的宏观表现。推导：F安=B I L f洛=q B v 垂直于磁场方向上有一段长为L的通电导线，每米有n个自由电荷，每个电荷的电量为q，其定向移动的速率为v。在时间内有vt体积的电量Q通过载面，vt体积内的电量Q=n·vt·q导线中的电流I== n v q 导线受安培力F=B I L= B·n v q·L (nL为此导线中运动电荷数目)单个运动电荷q受力f洛== q Vb（1）洛伦兹力的大小：F＝qvB①当v⊥B时，f洛最大，f洛= q B v(f B v三者方向两两垂直且力f方向时刻与速度v垂直)导致粒子做匀速圆周运动。②当v// B时，f洛=0做匀速直线运动。③当v与B成夹角时，(带电粒子沿一般方向射入磁场)，可把v分解为(垂直B分量v⊥,此方向匀速圆周运动；平行B分量v//,此方向匀速直线运动)合运动为等距螺旋线运动。（2）洛伦兹力的方向1.使用左手定则判定洛伦兹力方向：伸出左手，让姆指跟四指垂直，且处于同一平面内，让磁感线穿过手心，四指指向正电荷运动方向（当是负电荷时，四指指向与电荷运动方向相反）则姆指所指方向就是该电荷所受洛伦兹力的方向．说明：正电荷运动方向为电流方向(即四指的指向),负电运动方向跟电流方向相反.（3）洛伦兹力的特点洛伦兹力的方向一定既垂直于电荷运动的方向，也垂直于磁场方向．即洛伦兹力的方向垂直于速度和磁场方向决定的平面，同时，由于洛伦兹力的方向与速度的方向垂直，即洛伦兹力永远不做功．试判断图中各个带电粒子受洛伦兹力的方向、或带电粒子的电性、或带电粒子的运动方向如图,一速度为v，电荷量为q的正离子恰能直线飞过离子速度选择器，选择器中磁感应强度为B，电场强度为E，则（ ）A若改为电荷量为-q的离子（其他不变），将往上偏B若改为速度为2v的离子，将往上偏C若改为+2q的离子将往下偏D若改为0.5v将往下偏3、来自宇宙的质子流（宇宙射线中的一种），以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些质子在进入，地球周围的空间时将相对于预定点向（ ）A东偏转 B南偏转 C西偏转 D北偏转二、带电粒子在磁场中的偏转1、带电粒子以一定的初速度与磁场方向垂直进入匀强磁场时的运动情况分析： 由于洛伦兹力总是和粒子的运动方向垂直，对粒子不做功，它只改变粒子运动的方向，而不改变粒子的速率，所以粒子受到的洛伦兹力F=qvB的大小是恒定的且F的方向始终与v垂直，故这个力F充当向心力，因此，粒子的运动一定是匀速圆周运动。2、向心力由洛伦兹力提供q B v = m R =T = = （运动周期只与粒子的比荷q/m有关3．质谱仪(1)构造：由粒子源、加速电场、偏转磁场和照相底片等构成.(2)原理：粒子由静止被加速电场加速，根据动能定理可得 ，粒子在磁场中受洛伦兹力作用而偏转，做匀速圆周运动 ，由以上两式可得轨道半径、粒子的质量、比荷5．回旋加速器(1)构造：D1D2是半圆形的金属盒，D形盒的缝隙处接交流电源，D形盒处于匀强磁场中。(2)原理：交流电的周期和粒子做圆周运动的周期相同，粒子在圆周运动的过程中一次一次地经过D形盒缝隙，两盒间的电势差一次一次地加速，由 ，得 ，可见粒子获得的最大动能由磁感应强度B和D形盒半径R决定，与加速半径无关。 专题一:洛仑兹力——作用下的匀速圆周运动求解方法1、找圆心：因f洛一定指向圆心，f洛⊥v方法：任意两个f洛的指向交点为圆心；2、求半径：①由物理规律求：q B v = m R =；②由图得出的几何关系式求半径3、求粒子的运动时间4、带电粒子在有界磁场中运动的极值问题4、质子（ ）和 粒子（ ）从静止开始经相同的电势差加速后垂直进入同一匀强磁场做圆周运动，则这两粒子的动能之比为 ，轨道半径之比为 ，周期之比 5、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的磁感应强度2倍的匀强磁场，则（）多选A粒子的速率加倍，周期减半