带电粒子在磁场中运动轨迹的确定

带电粒子在磁场中运动轨迹的确定第一页，共十五页，2022年，8月28日一、教学目标：1、复习回顾带电粒子在磁场中（v⊥B）只受洛仑兹力，粒子做匀速圆周运动。轨道半径：R=mv/qB；周期：T=2πm/qB2、通过动画展示，建立带电粒子在磁场中运动轨迹的模型。3、正确分析带电粒子在磁场边界的运动情况。根据轨迹定圆心，由几何关系求半径，通过找圆心角求在磁场中经历的时间。4、把一些平时难以展现的物理情景通过多媒体课件的形式让学生能够获得直观的展示。调动学生学习积极性，提高物理的分析判断能力。二、教学重点难点：1、确定带电粒子在磁场中运动轨迹的方法物理方法。2、通过课件的展示，让学生建立物理模型。3、学生对物理情景的分析和判断，思维的衍生能力。第二页，共十五页，2022年，8月28日1、微观的带电粒子在匀强磁场中（不计重力），粒子将做怎样的运动？（1）无速度。（2）有初速度V,（V//B）（2）有初速度V,（v⊥B）始终静止匀速直线运动复习思考匀速圆周运动第三页，共十五页，2022年，8月28日带电粒子（不计重力）在匀强磁场中的运动（v⊥B）讨论（1）磁场无边界轨道半径：R=mv/qB周期：T=2πm/qB（2）磁场有单边界第四页，共十五页，2022年，8月28日例1：一带正电的粒子以速度v0从O点射入匀强磁场，入射方向x轴正向的夹角为θ。粒子从p点射出，op点的距离为L，求:(1)该粒子运动的半径R；(2)该粒子在磁场中运动的时间t。答案：第五页，共十五页，2022年，8月28日1、物理方法：找圆心定半径轨道半径：R=mv/qB周期：T=2πm/qB找圆心角，定时间第六页，共十五页，2022年，8月28日2、几何方法：（1）洛仑兹力沿其方向延长线的交点；（2）圆周上任意两点连线的中垂线过圆心；（3）两条切线夹角的平分线过圆心。知识拓展第七页，共十五页，2022年，8月28日思考：一带负电的粒子以速度v0从O点射入匀强磁场，入射方向x轴正向的夹角为θ。粒子运动的半径为R,求:(1)该粒子第一次到达x轴时距离o点的距离L；(2)该粒子在磁场中运动的时间t。思考：若粒子垂直于磁场边界射入，则与x轴边界的交点在哪里？答案：第八页，共十五页，2022年，8月28日带电粒子（不计重力）在匀强磁场中的运动（v⊥B）讨论（1）磁场无边界轨道半径：R=mv/qB周期：T=2πm/qB（2）磁场有单边界（3）磁场有双边界第九页，共十五页，2022年，8月28日例2：如图所示，一束电子（电量为e）以速度v垂直射入磁感应强度为B、宽度为d的匀强磁场中，穿透磁场时速度方向与电子原来入射方向的夹角是30o，则电子的质量是多少？第十页，共十五页，2022年，8月28日思考1：一带电粒子电量为+q，质量为m,垂直a边界以速度v射入磁感应强度为B匀强磁场中，电子最终还是从a边界射出，则磁场ab边界的宽度d应该满足什么条件？vabd第十一页，共十五页，2022年，8月28日思考2：一个带正电粒子q/m=3×107C/kg,从a边以v=3×106m/s射入B=0.1T的匀强磁场，磁场ab边界的宽度d=1.5m,若要使粒子从b边界射出，则射入速度v与a边界的夹角a应该满足什么条件？vaabd第十二页，共十五页，2022年，8月28日带电粒子（不计重力）在匀强磁场中的运动（v⊥B）讨论（1）磁场无边界轨道半径：R=mv/qB周期：T=2πm/qB（2）磁场有单边界（3）磁场有双边界（4）矩形边界磁场、圆形边界磁场…第十三页，共十五页，2022年，8月28日思考3：正方形边长为L，一个氢核从ad边的中点m沿着既垂直于ad边又垂直于磁场B的方向入射，若要使氢核从ab边界射出磁场，则初速度v的范围为多大？思考题第十四页，共十五页，2022年，8月28日带电粒