新教材物理人教版選擇性必修第二冊教學(xué)教案：第1章-2-磁場對運動電荷的作用力-【含答案】

1、PAGE 3 -教學(xué)設(shè)計（教案）科目物理教材版本冊次3-1教學(xué)課題洛倫茲力應(yīng)用1-圓周運動課型新課授課時間課時數(shù)1教學(xué)目標(biāo)1、理解帶電粒子的初速度方向與磁感應(yīng)強度方向垂直時，做勻速圓周運動；2、會推導(dǎo)帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的半徑、周期公式，并會解答有關(guān)問題；3、知道質(zhì)譜儀和回旋加速器的工作原理。教學(xué)重難點1.理解帶電粒子的初速度方向與磁感應(yīng)強度方向垂直時，做勻速圓周運動；2、會推導(dǎo)帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的半徑、周期公式，并會解答有關(guān)問題；學(xué)科指導(dǎo)意見（2017版）的表述帶電粒子在勻強磁場中的運動質(zhì)譜儀和回旋加速器2. 洛倫茲力的計算只限于速度與磁場方向垂直的情形教學(xué)過程

2、【自主學(xué)習(xí)】一、帶電粒子在勻強磁場中的運動1、洛倫茲力的特點：洛倫茲力方向總是與速度方向，洛侖茲力不改變帶電粒子速度的，或者說洛倫茲力不對帶電粒子。2、帶電粒子在勻強磁場中的運動特點：沿著與磁場方向垂直的方向射入的帶電粒子，在勻強磁場中做。3、帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的半徑為，周期公式：。由周期公式可知，帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的周期跟和無關(guān)。二、質(zhì)譜儀和回旋加速器1、質(zhì)譜儀：（1）原理圖：如右圖所示。（2）加速：帶電粒子進(jìn)入質(zhì)譜儀的加速電場，由動能定理得：=（3）偏轉(zhuǎn)：帶電粒子進(jìn)入質(zhì)譜儀的偏轉(zhuǎn)磁場做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，則= （4）由以上兩式可以求出粒子的、等

3、。其中由可知電荷量相同時，半徑將隨變化。（5）質(zhì)譜儀的應(yīng)用：測量帶電粒子的和分析。2、回旋加速器：（1）構(gòu)造圖：如右圖所示。（2）回旋加速器的核心部件是兩個。（3）粒子每經(jīng)過一次加速，其軌道半徑就大一些，粒子繞圓周運動的周期。（4）由和得Ek=，即粒子在回旋加速器中獲得的最大動能與q、m、B、R有關(guān)，與加速電壓無關(guān)。【課堂探究】探究一、帶電粒子運動軌跡的半徑和周期【例1】在勻強磁場中，一個帶電粒子做勻速圓周運動，如果又順利垂直進(jìn)入另一個磁感應(yīng)強度是原來磁感應(yīng)強度2倍的勻強磁場，則（）A、粒子的速率加倍，周期減半B、粒子速率不變，軌道半徑減半C、粒子速率減半，軌道半徑變?yōu)樵瓉淼?/4D、粒子速率

4、不變，周期減半【例2】如圖所示，一帶電粒子（重力不計）在勻強磁場中沿圖中軌道運動，中央是一簿絕緣板，粒子在穿過絕緣板時有動能損失，由圖可知（ ）A、粒子的動動方向是abcde B、粒子帶正電C、粒子的運動方向是edcba D、粒子在下半周期比上半周期所用時間長探究二、質(zhì)譜儀和回旋加速器【例3】質(zhì)譜儀是一種測定帶電粒子質(zhì)量和分析同位素的重要工具，它的構(gòu)造原理如圖所示，離子源S產(chǎn)生的各種不同正離子束(速度可看作為零)，經(jīng)加速電場加速后垂直進(jìn)入有界勻強磁場，到達(dá)記錄它的照相底片P上，設(shè)離子在P上的位置到入口處S1的距離為x，可以判斷 ( )A離子束是同位素，則x越大，離子質(zhì)量越大B若離子束是同位素，

5、則x越大，離子質(zhì)量越小來C只要x相同，則離子質(zhì)量一定相同D只要x相同，則離子的荷質(zhì)比一定相同【例4】回旋加速器是加速帶電粒子的裝置，其核心部分是分別與高頻交流電極相連接的兩個D形金屬盒，兩盒間的狹縫中形成的周期性變化的電場，使粒子在通過狹縫時都能得到加速，兩D形金屬盒處于垂直于盒底的勻強磁場中，如圖所示。要增大帶電粒子射出時的動能，下列說法中正確的是（）A、增大勻強電場間的電壓B、增大磁場的磁感應(yīng)強度C、減小狹縫間的距離D、增大D形金屬盒的半徑思路點播：由可知，當(dāng)帶電粒子的速度達(dá)到最大時，其運動的軌道半徑也最大，得，若D形盒半徑為R，則粒子最終動能?？梢姡岣呒铀倭Ｗ拥淖罱K能量，應(yīng)盡可能增大

6、和。【檢測評價】班級姓名評價1關(guān)于帶電粒子在磁場中的運動，下列說法正確的是（）A、帶電粒子飛入勻強磁場后，一定做勻速圓周運動B、帶電粒子飛入勻強磁場后做勻速圓周運動時，速度一定不變C、帶電粒子飛入勻強磁場后做勻速圓周運動時，洛侖茲力的方向總和運動方向垂直D、帶電粒子飛入勻強磁場后做勻速圓周運動時，動能一定保持不變來源:.Com2在右圖中，水平導(dǎo)線中有電流I通過，導(dǎo)線正下方的電子初速度的方向與電流I的方向相同，則電子將( ) A、沿路徑a運動，軌跡是圓 B、沿路徑a運動，軌跡半徑越來越大C、沿路徑a運動，軌跡半徑越來越小 D、沿路徑b運動，軌跡半徑越來越小3兩個電子以大小不同的初速度沿垂直磁場的方向射入一勻強磁場中.設(shè)r1、r2為這兩個電子的運動軌道半徑，T1、T2是它們的運動周期，則 ( ) A、 r1= r2，T1T2 B、r1 r2，T1T2 C、r1= r2，T1=T2 D、r1 r2，T1=T24質(zhì)子（）和粒子（）在同一勻強磁場中做半徑相同的圓周運動。由此可知質(zhì)子的動能E1和粒子的動能E2之比E1E2等于 ( )A、41 B、11 C、12 D、215如圖所示，帶電粒子進(jìn)入勻強磁場，垂直穿過均勻鋁板，如果