《带电粒子在匀强磁场中的运动》教案
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约3810字。
第六节、带电粒子在匀强磁场中的运动(2课时+1练习)
一、教学目标
(一)知识与技能
1、理解洛伦兹力对粒子不做功.
2、理解带电粒子的初速度方向与磁感应强度的方向垂直时,粒子在匀磁场中做匀速圆周运动.
3、会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,并会用它们解答有关问题. 知道质谱仪的工作原理。
4、知道回旋加速器的基本构造、工作原理 、及用途 。
(二)过程与方法
通过综合运用力学知识、电磁学知识解决带电粒子在复合场(电场、磁场)中的问题.
培养学生的分析推理能力.
(三)情感态度与价值观
通过对本节的学习,充分了解科技的巨大威力,体会科技的创新历程。
二、重点与难点:
重点:带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径和周期公式,并能用来分析有关问题.
难点:1.粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动.
2.综合运用力学知识、电磁学知识解决带电粒子在复合场中的问题.
三、教具:洛伦兹力演示仪、感应线圈、电源、多媒体等
四、教学过程:
(一)复习引入
[问题1]什么是洛伦兹力?[磁场对运动电荷的作用力]
[问题2]带电粒子在磁场中是否一定受洛伦兹力?[不一定,洛伦兹力的计算公式为F=qvBsinθ,θ为电荷运动方向与磁场方向的夹角,当θ=90°时,F=qvB;当θ=0°时,F=0.]
[问题3]带电粒子垂直磁场方向进入匀强磁场时会做什么运动呢?今天我们来学习——带电粒子在匀强磁场中的运动、质谱仪.
(二)新课讲解---第六节、带电粒子在匀强磁场中的运动
【演示】先介绍洛伦兹力演示仪的工作原理,由电子枪发出的电子射线可以使管内的低压水银蒸气发出辉光,显示出电子的径迹。后进行实验.(并说明相关问题104-105页)
教师进行演示实验.
[实验现象]在暗室中可以清楚地看到,在没有磁场作用时,电子的径迹是直线;在管外加上匀强磁场(这个磁场是由两个平行的通电环形线圈产生的),电子的径迹变弯曲成圆形.
[教师引导学生分析得出结论]
当带电粒子的初速度方向与磁场方向垂直时,粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动.
带电粒子垂直进入匀强磁场中的受力及运动情况分析(动态课件).
一是要明确所研究的物理现象的条件----在匀强磁场中垂直于磁场方向运动的带电粒子。二是分析带电粒子的受力情况,用左手定则明确带电粒子初速度与所受到的洛伦兹力在同一平面内,所以只可能做平面运动。三是洛伦兹力不对运动的带电粒子做功,它的速率不变,同时洛伦兹力的大小也不变。四是根据牛顿第二定律,洛伦兹力使运动的带电粒子产生加速度(向心加速度)
[出示投影]
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