带电粒子在匀强磁场中的运动 学案--高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册.docx

高二物理学案（人教版2019选择性必修二） 班级： 姓名：1.3带电粒子在匀强磁场中的运动【学习目标】1、认识带电粒子在匀强磁场中的运动规律2、通过对规律的应用认识回旋加速器和质谱仪3、体会理论与实践相结合的研究方法重点：带电粒子在匀强磁场中的运动规律难点：通过对规律的应用认识回旋加速器和质谱仪【导入学习】回顾所学知识，回答以下问题：问题1、什么是安培力？如何判断安培力的方向？ 问题2、什么是洛伦兹力？如何判断洛伦兹力的方向？问题3、安培力与洛伦兹力这二者之间有什么内在联系？问题4、怎样计算安培力的大小？怎样计算洛伦兹力的大小？问题5、洛仑兹力能不能对运动电荷做功？【学习过程】 学习活动一、带电粒子在匀强磁场中的运动规律猜想：根据前面复习的洛伦兹力的特点，垂直射入磁场的带电粒子仅受的洛伦兹力对速度有什么作用？请大家猜想，粒子将做什么运动？ 实验探究：问题1：无磁场时，电子运动轨迹如何？问题2：有磁场时，电子运动轨迹发生什么变化？问题3：增强磁场时，电子运动轨迹又发生怎样变化？问题4：继续增强磁场时，电子运动轨迹会发生怎样变化？问题5：电子在匀强磁场中做什么运动？问题6：电子在匀强磁场中为什么做圆周运动？BA+v理论推导：问题1：A点的洛仑兹力方向怎样？问题2：洛伦兹力f的方向与速度的方向有怎样的关系？ 问题3：回忆我们以前学过的知识中有哪个力的方向是始终与速度方向垂直的？ 规律总结1：带电粒子垂直进入匀强磁场中做 运动， 提供向心力，根据 知，轨道半径公式： 周期公式： 例1、粒子甲的质量与电荷量分别是粒子乙的4倍与2倍，两粒子均带正电，让它们在匀强磁场中同一点以大小相等、方向相反的速度开始运动。已知磁场方向垂直纸面向里。以下四个图中，能正确表示两粒子运动轨迹的是（ ）××××××××××××××××甲乙A××××××××××××××××乙甲C××××××××××××××××甲乙B××××××××××××××××乙甲D例2、如图所示，一重力不计的带正电的粒子，以速度v垂直于匀强磁场的边界由A1点射入磁场中，磁感应强度为B，已知粒子质量为m，电荷量为q，求：粒子在磁场中的半径为多大？ 粒子会在距A1点多远处射出磁场？在磁场中的运动时间是多少？规律总结2：带电粒子在无边界磁场中的圆周运动是一个 的圆，在有边界的磁场中的圆周运动是一个 的圆。【应用学习】1、电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ） A速率越大，周期越大 B速率越小，周期越大C速度方向与磁场方向平行 D速度方向与磁场方向垂直2、如图所示为一个带电粒子，沿垂直于磁场方向射入一匀强磁场的一段轨迹，轨迹上的每一小段都可以近似看成圆弧，由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的速度逐渐减小（带电量不变），从图中情况可以确定（ ）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3、有三束粒子，分别是质子、氚核和a粒子，如果它们以相同的速度沿垂直与磁场方向射入匀强磁场中，如图所示，则正确表示这三束粒子运动轨迹的是（ ）BBBBaaaa质子氚核氚核质子质子氚核氚核质子ABCD4、氘核()、氚核()、氦核()都垂直磁场方向入射同一匀强磁场，（1）以相同速率射入磁场，轨道半径之比 ，周期之比 ；（2）以相同动能射入磁场，轨道半径之比 ，周期之比 。3学科网（北京）股份有限公司