河南省確山縣人教版高中物理名師制作優(yōu)質(zhì)教案：選修3-13.6帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

1、名校名 推薦確山二高年級(jí)學(xué)科共案時(shí)間：星期：主 備 人：使用人：【教學(xué)主題】3.6 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)【教學(xué)目標(biāo)】1. 推倒出勻速圓周的半徑公式和周期公式2. 了解質(zhì)譜儀和回旋加速器的工作原理【知識(shí)梳理】學(xué)習(xí)過(guò)程1帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(1)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向平行：做運(yùn)動(dòng)。(2)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向垂直：粒子做運(yùn)動(dòng)且運(yùn)動(dòng)的軌跡平面與磁場(chǎng)方向。軌道半徑公式：周期公式：。(3)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向成角：粒子在垂直于磁場(chǎng)方向作運(yùn)動(dòng)，在平行磁場(chǎng)方向作運(yùn)動(dòng)。疊加后粒子作等距螺旋線運(yùn)動(dòng)。2質(zhì)譜儀是一種十分精密的儀器，是測(cè)量帶電粒子的和分析的重要工具。3回旋加速器：(1

2、) 使帶電粒子加速的方法有：經(jīng)過(guò)多次直線加速； 利用電場(chǎng)和磁場(chǎng)的作用，回旋速。(2)回旋加速器是利用電場(chǎng)對(duì)電荷的加速作用和磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的偏轉(zhuǎn)作用，在的范圍內(nèi)來(lái)獲得的裝置。(3) 為了保證每次帶電粒子經(jīng)過(guò)狹縫時(shí)均被加速，使之能量不斷提高，要在狹縫處加一個(gè)電壓，產(chǎn)生交變電場(chǎng)的頻率跟粒子運(yùn)動(dòng)的頻率。帶電粒子獲得的最大能量與d形盒有關(guān)?！镜湫屠}】一、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)l【例 1】電子、質(zhì)子、氘核、氚核以同樣的速度垂直射入同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)av0y做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其中軌道半徑最大的是（）brvr- 1 -b名校名 推薦a電子b質(zhì)子c氘核d氚核二、帶電粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的分析方法【例 2】如圖 1 所示

3、，一束電子（電量為e) 以速度 v 垂直射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為b、寬度為 d 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，穿透磁場(chǎng)時(shí)的速度與電子原來(lái)的入射方向的夾角為300。求 :(1)電子的質(zhì)量m=? (2)電子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=?【例 3】如圖 2 所示，在半徑為r 的圓的范圍內(nèi)，有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直圓所在平面向里一帶負(fù)電的質(zhì)量為m電量為 q 粒子，從a 點(diǎn)沿半徑ao的方向射入，并從c 點(diǎn)射出磁場(chǎng)aoc 120o 則此粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)行的時(shí)間t _ ( 不計(jì)重力 ) 三、質(zhì)譜儀【例 4】 如圖 3 所示，一質(zhì)量為m，電荷量為q 的粒子從容器a下方小孔s1 飄入電勢(shì)差為u 的加速電場(chǎng)。然后讓粒子垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為b 的磁場(chǎng)中

4、做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，最后打到照相底片d 上，如圖 3 所示。求粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速率；粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑。四、回旋加速器【例 5】關(guān)于回旋加速器中電場(chǎng)和磁場(chǎng)的作用的敘述，正確的是()a、電場(chǎng)和磁場(chǎng)都對(duì)帶電粒子起加速作用b、電場(chǎng)和磁場(chǎng)是交替地對(duì)帶電粒子做功的c、只有電場(chǎng)能對(duì)帶電粒子起加速作用- 2 -名校名 推薦d、磁場(chǎng)的作用是使帶電粒子在d 形盒中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)當(dāng)堂檢測(cè)選擇題：1、關(guān)于帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（）a、帶電粒子飛入勻強(qiáng)磁場(chǎng)后，一定做勻速圓周運(yùn)動(dòng)b、帶電粒子飛入勻強(qiáng)磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度一定不變c、帶電粒子飛入勻強(qiáng)磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，洛侖茲力的方向總和運(yùn)

5、動(dòng)方向垂直d、帶電粒子飛入勻強(qiáng)磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，動(dòng)能一定保持不變2、質(zhì)子和粒子在同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做半徑相同的圓周運(yùn)動(dòng)，由此可知，質(zhì)子的動(dòng)能e1 和粒子的動(dòng)能e2 之比 e1： e2 等于（）a、 4：1b、1： 1c、 1： 2d、2： 13、帶電粒子以相同的速度分別垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，它將（）a、在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)b、在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做變加速曲線運(yùn)動(dòng)c、在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做拋物線運(yùn)動(dòng)d、在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做拋物線運(yùn)動(dòng)4、把擺球帶電的單擺置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖所示，當(dāng)帶電擺球最初兩次經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，相同的量是（）a、小球受到的洛侖茲力b、擺線的拉力c、小球的動(dòng)能d、小球的加速度5、如圖所示

6、ab 是一段彎管，其中心線是半徑為r 的一段圓弧，將它置于一給定的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向如圖所示，有一束粒子對(duì)準(zhǔn)a 端射入彎管，粒子有不同質(zhì)量，不同速度，但都是二價(jià)正離子， 下列說(shuō)法中正確的是 （）a、只有速度大小一定的粒子可以沿中心線通過(guò)彎管b、只有質(zhì)量一定的粒子可以沿中心線通過(guò)彎管c、只有動(dòng)量大小一定的粒子可以沿中心線通過(guò)彎管d、只有動(dòng)能一定的粒子可以沿中心線通過(guò)彎管6、如圖所示，比荷為e/m 的電子從左側(cè)垂直于界面、垂直于磁場(chǎng)射 入寬 度為d、磁感受應(yīng)強(qiáng)度為b 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，要從右側(cè)面穿出這個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域，電子的速度至少應(yīng)為（）a、 2bed/m b 、 bed/mc 、 bed/(2m) d、 2 bed/m- 3 -名校名 推薦課后練習(xí)與提高1、如圖所示，質(zhì)量為為m、電量為q 的帶電粒子，經(jīng)電壓為u 加速，又經(jīng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為b 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)后落到圖中d 點(diǎn)，求a、 d 間的距離和粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。2、如圖所示，一個(gè)帶負(fù)電的粒子以速度v 由坐標(biāo)原點(diǎn)射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為b 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，速度方向與x 軸、 y 軸均成 45。已知該粒子電量為-q ，質(zhì)量為m，則該粒子通過(guò)x 軸和 y 軸的坐標(biāo)分別是多少