第三章第六節(jié) 洛侖茲力與現(xiàn)代技術1課時

上傳人:無*** 文檔編號:75960636 上傳時間:2022-04-17 格式:DOC 頁數(shù):3 大?。?0.01KB
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1、 第六節(jié) 洛侖茲力與現(xiàn)代技術(1課時) 教學目標 (一)知識目標 1、理解帶電粒子的初速度方向與磁感應強度方向垂直時,做勻速圓周運動. 2、會推導帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的半徑、周期公式,并會用它們解答有關問題. 3、知道質(zhì)譜儀的工作原理. (二)能力目標 通過推理、判斷帶電粒子在磁場中的運動性質(zhì)的過程,培養(yǎng)學生嚴密的邏輯推理能力. (三)德育目標 通過學習質(zhì)譜儀的工作原理,讓學生認識先進科技的發(fā)展,培養(yǎng)學生對物理的學習興趣. 教學重點 帶電粒子垂直射入勻強磁場中的運動半徑和運動周期. 教學難點 確定垂直射入勻強磁場中的帶電粒子運動是勻速圓周運動. 教

2、學用具 演示用特制的電子射線管。 教學方法 實驗、討論 教學步驟 (一)復習 (二)新授 引入: 上一節(jié)我們學習了洛侖茲力的概念,我們知道帶電粒子垂直磁場方向運動時,會受到大小,方向始終與速度方向垂直的洛侖茲力作用,今天我們來研究一下,受洛侖茲力作用的帶電粒子是如何運動的? 進行: 1、觀察實驗: ①演示帶電粒子在電場中加速后的運動軌跡; ②演示當建立了與運動方向垂直的勻強磁場后帶電粒子的運動軌跡,引導學生觀察做圓周運動所在平面與磁場方向的關系。 ③改變加速電場的電壓,觀察粒子圓周運動的半徑的變化;改變磁場的強弱,觀察粒子運動時半徑的變化。 2、討論半徑與周期(以學

3、生推導為主) ①圓周運動的半徑公式: ∴ ②周期公式的推導: ∴ 注:周期的大小與半徑和速度無關. 例1: 同一種帶電粒子以不同的速度垂直射入勻強磁場中,其運動軌跡如圖所示,則可知  ?。?)帶電粒子進入磁場的速度值有幾個?   (2)這些速度的大小關系為?????? .  ?。?)三束粒子從O點出發(fā)分別到達1、2、3點所用時間關系為????? . 例2:當氫核和氦核以相同的動量垂直進入磁場后,分別做勻速圓周運動,則氫核與氦核的半徑之比為 ;周期之比為 。若以相同的動能進入磁場,其半徑之比

4、為 ;周期之比為 。 例3:討論:速度不同,質(zhì)量也不同的帶電粒子垂直進入同一磁場,若其周期相同,則它們還有哪些量是相同的? 3、速度選擇器和質(zhì)譜儀的工作原理 ⑴速度選擇器:將一帶正電的粒子q以速度v垂直進入勻強電場,在電場力的作用下將發(fā)生偏轉(zhuǎn).若在勻強電場范圍內(nèi)再加一勻強磁場,使該粒子的運動不發(fā)生偏轉(zhuǎn),則所加的磁場的方向如何?B的大小是多少? ∵   ∴ ∴ 引出速度選擇器:只有滿足的粒子才能通過速度選擇器. 討論:若將一個能通過某速度選擇器的正電荷換成一個電量相同的負電荷,速度不變,還能通過該速度選擇器嗎? ⑵質(zhì)譜儀 首先請同學們閱讀課本上例題的分析

5、求解過程,然后組織學生討論質(zhì)譜儀的工作原理. (三)小結: 本節(jié)課我們學習了帶電粒子垂直于勻強磁場運動的情況,經(jīng)過實驗演示和理論分析得出粒子做勻速圓周運動.并根據(jù)牛頓運動定律得出粒子運動的半徑公式和周期公式.最后我們討論了它的一個具體應用——質(zhì)譜儀. 但應注意的是如果帶電粒子速度方向不是垂直勻強磁場方向時,帶電粒子將不再是作勻速圓周運動. (四)作業(yè) 課后訓練: 關于帶電粒子在磁場中的運動周期   例1 如圖所示,正、負電子初速度垂直于 磁場方向,沿與邊界成θ=30°角的方向射入勻強磁場中,求它們在磁場中的運動時間之比.   解析:正電子將沿逆時針方向運動,經(jīng)過磁場的偏轉(zhuǎn)角

6、為:   負電子將沿順時針方向運動,經(jīng)過磁場的偏轉(zhuǎn)角為   因為正、負電子在磁場中運動的周期相同(),故它們的角速度也相同,根據(jù)φ=ωt 可知,正、負電子在磁場中運動的時間之比為: 關于帶電粒子在磁場中的運動軌跡   例2 如圖所示的矩形abcd范圍內(nèi)有垂直紙面向外的磁感應強度為B的勻強磁場,且ab長度為L,現(xiàn)有荷質(zhì)比為的正高離子在a處沿ab方向射入磁場,求離子通過磁場后的橫向偏移y和偏向角φ(設離子剛好從C點飛出).   解析:離子作勻速圓周運動從 ,易知圓心在圖中的O處,即a、c兩處速度垂線的交點處.   橫向偏移    ? 故有   從圖中易知偏向角 即為圓心角,而   ∴?

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