《带电粒子在磁场中的运动》教案示例

1、 PAGE PAGE 5带电粒子在磁场中的运动教案示例北京市第九中学物理教师 肖伟华设计思想一学生主体、教师主导的实现在得出带电粒子做匀速圆周的结论后，提出：粒子在多大的圆周上运动？运动一周道半径和运动周期。知识，分析质谱仪、回旋加速器的原理。论证；完成实验原理设计，在这一系列的活动中，学生始终处于主体地位，是活动的主体。二现代媒体与课堂教学的整合整合一般有以下几种方式：模拟演示多媒体展示情境化学习微型世界虚拟实验机融合，相辅相成，使课堂教学行云流水，提高了课堂教学质量和教学效果。教 学 设 计一教学目标（一）知识目标：学生能画出任意带电粒子进入匀强磁场时的运动轨迹；学生推导并且记忆带电粒子在

2、匀强磁场中做匀速圆周运动的半径、周期公式。经过练习，学生能理解质谱仪和回旋加速器的工作原理。（二）能力目标： 1的逻辑推理能力 2（三）德育目标：经过学习质谱仪、回旋加速器的工作原理，让学生感受、理解高科技的巨大举量。二学法导致因、规律；经过例题讲解，加深理解。论例题，关于规律加深理解、提高应用能力。三重点难点疑点及解决办法 1难点：确定垂直射入匀强磁场中的带电粒子运动是匀速圆周运动疑点：带电粒子的重力通常为什么不考虑？场中的运动情况。四教具：演示用特制的电子射线管、电脑、投影、课件； 五师生互动活动设计理解，提高学生应用知识解决实际问题的能力。六教学进程设计1引入新课上一节我们学习了洛仑兹力

3、的概念，我们知道带电粒子垂直磁场方向运动时，会受到大小f qvB ，方向始终与速度方向垂直的洛仑兹力作用，今天我们来研究的问题是：受洛洛仑兹力作用的带电粒子是如何运动的？ 2观察粒子的匀速圆周线运动；垂直时，粒子的运动轨道是圆3启发学生分应用力与运动关系的知识分析：粒子为什么做匀速圆周运动？当带电粒子垂直于匀强磁场方向运动时，通常它的重力可以忽略不计（讨论在一个平面内运动。由于洛仑兹力方向总与速度方向垂直，因而它关于带电粒子不做功，根据动能定理可知运动粒子的速度大小不变，再由 f洛 qvB 可知，粒子在运动进程中所受洛仑兹力的大小即合外力的大小不变，根据物体作匀速圆周运动的条件得出带电粒子垂直

4、匀强磁场运动时，作匀速圆周运动学生上黑板上画出带电粒子的运动轨迹。 4力，再根据根据牛顿第二定律，推导带电粒子的运动半径和周期公式2qvB mv2rr mvqB导致学生分析，粒子的轨道半径与哪些因素有关。用实验验证上述关系。运动周期：T v2 mT Bq（1）解题中的应用：（1）解题中的应用：例 中，其运动轨迹如图所示，则可知（1）这些速度的大小关系为。、r 5知识应用：（2）三束粒子从O点出发诀别到达、3点所用时间关系为UBq m例 2：如图所示，质量为m，电量为UBq m粒子射入磁场时的速度；粒子射出磁场点与射入点之间的距离；科技中的应用：AUAUS1S2S3B2qx2 B 28U，若已知

5、qUBx，便可测出带电粒子的回旋加速器原理：例 3回旋加速器的原理如图所示：01A0 v0 T/2，沿圆弧A A 到达A 01101在A A处造成一个向上电场，使其加速，速率由v 增加到v ，粒子以v 在磁中做匀速圆周运动，虽然粒子的运动半径随速101率的增大而增大，但周期与速率、半径无关，vT/2，沿半圆弧A A 到达A 。v 1225（）在A2A2 处造成一向下电经加速后，A4A5AAAv2。AAA420A1A3A（4）如此继续下去，每当粒子运动到A1、v02A3A5有一向上电场加速，每当粒子运动到A2A4A6 处有一向下电场加速，粒子沿着螺线回旋下去，速率将一步一步地增大。若带电粒子的电量为，质量为（重力不计）匀强磁场的感应强度为。求：为了每次粒子经过电场时都被加速，电场变化的周期应为多少？R，求粒子所能达到的最大动能。6总结、扩展本节课我们学习了带电粒子垂直于匀强磁场运动的情况但应注意的是如果带电粒子速度方向不是垂直匀强磁场方向时，带电粒子将不再是作匀速圆周运动七部