导学案：1.2洛伦兹力（第二课时）

学而优教有方.2洛伦兹力（第二课时）【课前预习】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，粒子为何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、会结合平面几何的知识，求解粒子在磁场中运动的相关问题。【课前准备】1、洛伦兹力F的大小：当v⊥B时，F=________；当v∥B时，F=________；当v与B成一般角度α时，F=________。2、洛伦兹力F的方向：①左手定则中，四指的指向要具体化，即要么正电荷的______方向，要么负电荷__________。②F一定垂直于____和____所决定的平面，即F洛⊥____且F洛⊥____；但____与____不一定垂直。3、洛伦兹力做功特点：洛伦兹力只改变运动电荷速度的______，不改变速度的______，故对电荷的做功情况是_______。4、复习类比：一般地，在电场中，带电粒子、带电体的重力是否考虑？。磁场也如此。【课上探究】知识要点1根据受力特点分析带电粒子在匀强磁场中的运动性质思考与交流问题1：运动电荷只受洛伦兹力将会怎样运动？总结与提升1、带电粒子的运动方向与磁场方向平行时，粒子做运动。2、带电粒子的运动方向与磁场方向垂直时，粒子做运动。如何分析粒子为何有如此的运动形式？3、带电粒子在磁场中做匀速圆周运动时，其轨道半径r=，周期T=。同一粒子在同一磁场中做匀速圆周运动，速度越大，轨道半径，周期。4、（思考）带电粒子速度方向与磁场方向不垂直时，粒子的运动规律是怎样的？练习与拓展例1、两种粒子、，它们以下列情况垂直进入同一匀强磁场，求它们的轨道半径之比、周期之比。①具有相同速度；②具有相同动能。例2、在匀强磁场中从P点垂直发射两个质量、带电量均相同的带正电粒子q1和q2，其速度分别为v1和v2，如果v1=2v2，请定性地画出二者的运动轨迹（磁场区域可以任意放大）；如果q1为正电、q2为负电呢？PvPv1v2Pv1v2知识要点2运用平面几何知识研究带电粒子在磁场中的圆周运动思考与交流问题1、在数学上，如何根据已有轨迹圆确定圆心的位置？问题2、一般地，若已知一段圆弧轨迹和对应的圆心位置，怎样构建直角三角形？总结与提升（1）已知入射方向和出射方向，；（2）已知入射方向和出射点的位置时，V0PV0PMOVVPMO图一图二练习与拓展例3、如图直线为匀强磁场（磁感应强度大小为B）的下边界，此磁场垂直纸面向里，且无上、左和右边界。现有一电子（电量、质量为e、m）从同一点以与边界呈300的方向射入该磁场区域，之后，从距离O点为d的位置（图中未画出）射出。则：（1）试确定轨迹圆的圆心位置（磁场区域可以任意放大）；300v×300v××××××BO（3）电子的速率多大？（4）在磁场中的运动时间多长？（5）电子运动方向偏转了多少度？例4、上题中，若运动的粒子是正电子（带正电的电子），其他数据不变，请再次回答各问：（1）试确定轨迹圆的圆心位置（磁场区域可以任意放大）；300v×300v××××××BO（3）电子的速率多大？（4）在磁场中的运动时间多长？（5）电子运动方向偏转了多少度？【巩固训练】1、质子(p)和α粒子（氦原子核）以相同的速率在同一匀强磁场中做匀速圆周运动，轨道半径分别为Rp和Rα，周期分别为Tp和Tα，下列选项正确的是()A．Rp∶Rα＝1∶2，Tp∶Tα＝1∶2B．Rp∶Rα＝1∶1，Tp∶Tα＝1∶1C．Rp∶Rα＝1∶1，Tp∶Tα＝1∶2D．Rp∶Rα＝1∶2，Tp∶Tα＝1∶12、粒子甲的质量与电荷量分别是粒子乙的4倍与2倍，两粒子均带正电，让它们在匀强磁场中同一点以大小相等、方向相反的速度开始运动。已知磁场方向垂直纸面向里。以下四个图中，能正确表示两粒子运动轨迹的是（）3、如图是科学史上一张著名的实验照片示意图，显示一个带电粒子在云室中穿过某种金属板运动的径迹．云室旋转在匀强磁场中，磁场方向垂直照片向里．云室中横放的金属板对粒子的运动起阻碍作用．分析此径迹可知粒子()A．带正电，由下往上运动 B．带正电，由上往下运动C．带负电，由上往下运动 D．带负电，由下往上运动4、如图直线为匀强磁场（磁感应强度大小为B）的下边界，此磁场垂直纸面向里，且无上、左和右边界。现有一电子以与边界呈300的方向射入该磁场区域，之后从边界上的某位置（图中未画出）射出。则：（1）若电子速率变为原来的2倍，定性地画出两次的运动轨迹；（2）若电子速率变为原来的2倍，求在磁场中经历的时间变为原来的几倍？30300v××××××BO5、如图直线为匀强磁场（磁感应强度大小为B）的下边界，此磁场垂直纸面向里，且无上、左和右边界。现有一对正、负电子（电量、质量为、m）从同一点以相同的速度v（方向与边界呈300）射入该磁场区域，之后，都从边界（图中未画出）射出。300v×300v××××××BO参考答案:例1（1）1：2（2）1:例2