1、教学设计（教案）科目物理教材版本册次3-1教学课题洛伦兹力应用1-圆周运动课型新课授课时间课时数1教学目标1、理解带电粒子的初速度方向与磁感应强度方向垂直时，做匀速圆周运动；2、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，并会解答有关问题；3、知道质谱仪和回旋加速器的工作原理。教学重难点1.理解带电粒子的初速度方向与磁感应强度方向垂直时，做匀速圆周运动；2、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，并会解答有关问题；学科指导意见（2017版）的表述带电粒子在匀强磁场中的运动质谱仪和回旋加速器2. 洛伦兹力的计算只限于速度与磁场方向垂直的情形教学过程【自主学习】一、
2、带电粒子在匀强磁场中的运动1、洛伦兹力的特点：洛伦兹力方向总是与速度方向，洛仑兹力不改变带电粒子速度的，或者说洛伦兹力不对带电粒子。2、带电粒子在匀强磁场中的运动特点：沿着与磁场方向垂直的方向射入的带电粒子，在匀强磁场中做。3、带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径为，周期公式：。由周期公式可知，带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期跟和无关。二、质谱仪和回旋加速器1、质谱仪：（1）原理图：如右图所示。（2）加速：带电粒子进入质谱仪的加速电场，由动能定理得：=（3）偏转：带电粒子进入质谱仪的偏转磁场做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，则= （4）由以上两式可以求出粒子的、等。其中由可知电荷
3、量相同时，半径将随变化。（5）质谱仪的应用：测量带电粒子的和分析。2、回旋加速器：（1）构造图：如右图所示。（2）回旋加速器的核心部件是两个。（3）粒子每经过一次加速，其轨道半径就大一些，粒子绕圆周运动的周期。（4）由和得Ek=，即粒子在回旋加速器中获得的最大动能与q、m、B、R有关，与加速电压无关。【课堂探究】探究一、带电粒子运动轨迹的半径和周期【例1】在匀强磁场中，一个带电粒子做匀速圆周运动，如果又顺利垂直进入另一个磁感应强度是原来磁感应强度2倍的匀强磁场，则（）A、粒子的速率加倍，周期减半B、粒子速率不变，轨道半径减半C、粒子速率减半，轨道半径变为原来的1/4D、粒子速率不变，周期减半【
4、例2】如图所示，一带电粒子（重力不计）在匀强磁场中沿图中轨道运动，中央是一簿绝缘板，粒子在穿过绝缘板时有动能损失，由图可知（ ）A、粒子的动动方向是abcde B、粒子带正电C、粒子的运动方向是edcba D、粒子在下半周期比上半周期所用时间长探究二、质谱仪和回旋加速器【例3】质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图所示，离子源S产生的各种不同正离子束(速度可看作为零)，经加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场，到达记录它的照相底片P上，设离子在P上的位置到入口处S1的距离为x ，可以判断 ( )A离子束是同位素，则x越大，离子质量越大B若离子束是同位素，则x越大，离子
5、质量越小来C只要x相同，则离子质量一定相同D只要x相同，则离子的荷质比一定相同【例4】回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示。要增大带电粒子射出时的动能，下列说法中正确的是（）A、增大匀强电场间的电压B、增大磁场的磁感应强度C、减小狭缝间的距离D、增大D形金属盒的半径思路点播：由可知，当带电粒子的速度达到最大时，其运动的轨道半径也最大，得，若D形盒半径为R，则粒子最终动能。可见，要提高加速粒子的最终能量，应尽可能增大和。【检测评价
6、】班级姓名评价1关于带电粒子在磁场中的运动，下列说法正确的是（）A、带电粒子飞入匀强磁场后，一定做匀速圆周运动B、带电粒子飞入匀强磁场后做匀速圆周运动时，速度一定不变C、带电粒子飞入匀强磁场后做匀速圆周运动时，洛仑兹力的方向总和运动方向垂直D、带电粒子飞入匀强磁场后做匀速圆周运动时，动能一定保持不变来源:Zxxk.Com2在右图中，水平导线中有电流I通过，导线正下方的电子初速度的方向与电流I的方向相同，则电子将( ) A、沿路径a运动，轨迹是圆 B、沿路径a运动，轨迹半径越来越大C、沿路径a运动，轨迹半径越来越小 D、沿路径b运动，轨迹半径越来越小3两个电子以大小不同的初速度沿垂直磁场的方向射
7、入一匀强磁场中.设r1、r2为这两个电子的运动轨道半径，T1、T2是它们的运动周期，则 ( ) A、 r1= r2，T1T2 B、r1 r2，T1T2 C、r1= r2，T1=T2 D、r1 r2，T1=T24质子（）和粒子（）在同一匀强磁场中做半径相同的圆周运动。由此可知质子的动能E1和粒子的动能E2之比E1E2等于 ( )A、41 B、11 C、12 D、215如图所示，带电粒子进入匀强磁场，垂直穿过均匀铝板，如果R1=20cm，R2=19cm，求带电粒子能穿过铝板多少次。（设铝板对粒子的阻力恒定，粒子的电量不变）板书设计教学建议1. 洛伦兹力作用下的匀速圆周运动空间与时间公式的掌握是本节课的基础；2. 质谱仪、加速器是本节课的难点。
