1、3.6 带电粒子在匀强磁场中的运动学习目标：1、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。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，知道它们与哪些因素有关。并能应有相关知识解决问题。教学过程：一、 知识回顾1、 洛伦兹力产生的条件？2、 洛伦兹力大小和方向如何确定？3、 洛伦兹力方向有何特点？二、课前预习区：阅读教材回答下列问题：带电粒子在匀强磁场中的运动（1）速度方向与磁场方向平行，带点粒子是否受力?做什么运动？ （2）速度方向与磁场方向垂直：带点粒子是否受力? 受力有什么特点？运动轨迹有什么特点？做什么运动？做一做：如图所示。设一
2、带电量为q，质量为m ，速度为v的带电粒子垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，其半径r和周期T为多大？【问题1】什么力给带电粒子做圆周运动提供向心力？ 【问题2】向心力的计算公式是什么思考与讨论：当带电粒子垂直于磁场方向进入匀强磁场中时，带电粒子做匀速圆周运动。那么带电粒子运动的轨道半径、周期可能与哪些因素有关？跟踪监测：1.两个带电粒子沿垂直磁场方向射入同一匀强磁场，它们在磁场中作匀速圆周运动的半径相同，且转动方向也相同，那么这两粒子的情况是 （ ） A两粒子的速度大小一定相同 B两粒子的质量一定相同 C两粒子的运动周期一定相同 D两粒子所带电荷种类一定相同 2. 在匀强磁场中，一个带电粒子
3、作匀速圆周运动，如果又顺利垂直进入另一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粒子的速率加倍，轨道半径减半C粒子的速率减半，轨道半径变为原来的1/4 D粒子的速率不变，周期减半三、 课堂互动区带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的应用：（一）带电粒子运动轨迹的半径应用质谱仪例1： 一个质量为m、电荷量为q的粒子，从容器下方的小孔S1飘入电势差为U的加速电场，其初速度几乎为零，然后经过S3沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打到照相底片D上。（1）求粒子进入磁场时的速率。（2）求粒子在磁场中运动的轨道半径。思考与讨论：（阅读课文及例题
4、，回答以下问题） 试述质谱仪的结构。 试述质谱仪的工作原理。 什么是同位素？ 质谱仪最初是由谁设计的？ 试述质谱仪的主要用途。（二）带电粒子运动周期的应用回旋加速器（阅读教材回答下列问题）1、直线加速器 加速原理 直线加速器的多级加速 直线加速器的缺点：占有的空间范围大；在有限的空间内受到一定的限制。2、回旋加速器发明者：美国物理学家劳伦斯于1932年发明。结构：核心部件为两个D形盒（加匀强磁场）和其间的夹缝（加交变电场）加速原理 磁场的作用 电场的作用 交变电压的作用 带电粒子经加速后的最终能量完成P102思考与讨论例2、一回旋加速器的D形盒，直径为D，磁感应强度为B，被加速的带电粒子带电量
5、为q，质量为m，加速电压为U0，试写出最大速度vm,最大动能Ekm及周期T的表达式。 （说明粒子的最后动能与加速电场的大小或加速电压的高低无关）巩固练习：1、一个带电粒子，沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场粒子的一段径迹如下图所示径迹上的每一小段都可近似看成圆弧由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小(带电量不变)从图中情况可以确定A粒子从a到b，带正电B粒子从a到b，带负电C粒子从b到a，带正电D粒子从b到a，带负电 2、关于回旋加速器的工作原理，下列说法正确的是：A、电场用来加速带电粒子，磁场则使带电粒子回旋B、电场和磁场同时用来加速带电粒子C、同一加速器，对某种确定的粒子，它获得的最大动能由加速电压决定D、同一加速器，对某种确定的粒子，它获得的最大动能由磁感应强度B决定和加速电压决定请在这里写下你的收获：
