带电粒子在匀强磁场中的运动一.doc

3.6 带电粒子在匀强磁场中的运动（一） 学习目标： 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，粒子在匀强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，知道它们与哪些因素有关。 4．了解回旋加速器的工作原理。 重点：带电粒子在匀强磁场中的受力分析及运动径迹 难点：带电粒子在匀强磁场中的受力分析及运动径迹 一、前置补偿 1．概念复习：洛仑兹力： 2．洛仑兹力方向的判定：（左手定则） 3．洛仑兹力方向的特点： 4．洛仑兹力的大小： 表达式： 讨论：当θ＝00时， f＝ 当θ＝900时，f＝ 二、新课 1．学生思考：如图所示，一束带电粒子平行射入磁感应强度为B的匀强磁场中，该粒子受不受力，将会做什么运动？ 结论： 2．一束带电粒子以速度v垂直进入匀强磁场B中，粒子的质量为m，带电量为q，如图所示，请同学们思考： 1）带电粒子受到磁场的作用力：f＝ 2）根据该力的特点请思考，在该力的作用下，粒子会做什么运动？ 结论： 3．沿着与磁场垂直的方向射入磁场的带电粒子，在匀强磁场中做匀速圆周运动。（学生观看实验演示） 4．规律： 学生阅读课本100页思考与讨论：如右图，粒子的质量为m，带电量为q，以速度v进入磁感应强度为B的匀强磁场中，试求： 1）该粒子做圆周运动的半径 2）该粒子做圆周运动的周期（提示：思考什么力提供向心力） 规律：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，其半径：R＝ ，运动周期：T＝ 5．质谱仪： 学生练习课本100页的例题：体会电荷量相同，质量不同的粒子，进入磁场后做圆周运动的半径不同。 6．回旋加速器： 结构： 引导学生推导回旋加速器对粒子进行加速的过程并回答以下问题： (1)当粒子每次经过两个D形盒的狭缝时，都被 进行加速，粒子每在磁场中运动一周，能 次被电场加速。 (2) 回旋加速器是利用电场对电荷的加速作用和磁场对运动电荷的偏转作用，在　 　的范围内来获得　　 　　的装置。 (3)为了保证每次带电粒子经过狭缝时均被加速，使之能量不断提高，要在狭缝处加一个　 　电压，产生交变电场的频率跟粒子运动的频率　 　。 （4）带电粒子获得的最大能量与D形盒　 　有关。 例1.运动电荷进入磁场后（无其他作用），可能做（ ） A．匀速圆周运动 B．匀速直线运动 C．匀加速直线运动 D．平抛运动 例2．电子以1.6×106m/s的速度沿着与磁场垂直的方向射入B＝2.0×10－4T的匀强磁场中，求电子做匀速圆周运动的轨道半径和周期？（电子的质量me=9.0×10-31kg） 例3. 同一种带电粒子以不同的速度垂直射入匀强磁场中，其运动轨迹如图所示，则可知： （1）三束粒子的速度大小关系为????? ? ． （2）三束粒子从O点出发分别到达1、2、3点所用时间关系为???? ? ． 三、达标练习 1.质子（P）和α粒子（H）以相同的速度垂直进入同一匀强磁场中，它们在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动，它们的轨道半径和运动周期关系是 ( ) A．R:R=2:1, T :T=1:2 B. R:R=1:2, T :T=1:2 C. R:R=1:2, T :T=2:1 D. R:R=1:4, T :T=1:4 2.处在匀强磁场内部的两个电子A和B分别以速率v和2v垂直射入匀强磁场，经偏转后，哪个电子先回到原来的出发点 （ ） A．同时到达 B．A先到达C．B先到达 D．无法判断 3.关于回旋加速器中电场和磁场的说法中正确的是