第六節 帶電粒子在勻強磁場中的運動
第六節 帶電粒子在勻強磁場中的運動
一、教學目標
（一）知識與技能1、理解洛倫茲力對粒子不做功. 2、理解帶電粒子的初速度方向與磁感應強度的方向垂直時，粒子在勻磁場中做勻速圓周運動. 3、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. 知道質譜儀的工作原理。
4、知道回旋加速器的基本構造、工作原理 、及用途 。
（二）過程與方法
通過綜合運用力學知識、電磁學知識解決帶電粒子在復合場（電場、磁場）中的問題.
培養學生的分析推理能力.
（三）情感態度與價值觀
通過對本節的學習，充分了解科技的巨大威力，體會科技的創新歷程。
二、重點與難點：
重點：帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的半徑和周期公式，并能用來分析有關問題.難點：1.粒子在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動.
2.綜合運用力學知識、電磁學知識解決帶電粒子在復合場中的問題.
三、教具：洛倫茲力演示儀、感應線圈、電源、多媒體等
四、教學過程：（一）復習引入 ［問題1］什么是洛倫茲力？［磁場對運動電荷的作用力］ ［問題2］帶電粒子在磁場中是否一定受洛倫茲力？［不一定，洛倫茲力的計算公式為f=qvbsinθ，θ為電荷運動方向與磁場方向的夾角，當θ=90°時，f=qvb;當θ=0°時，f=0.］ ［問題3］帶電粒子垂直磁場方向進入勻強磁場時會做什么運動呢？今天我們來學習——帶電粒子在勻強磁場中的運動、質譜儀.（二）新課講解---第六節、帶電粒子在勻強磁場中的運動 【演示】先介紹洛倫茲力演示儀的工作原理，由電子槍發出的電子射線可以使管內的低壓水銀蒸氣發出輝光，顯示出電子的徑跡。后進行實驗.（并說明相關問題104-105頁）教師進行演示實驗. ［實驗現象］在暗室中可以清楚地看到，在沒有磁場作用時，電子的徑跡是直線；在管外加上勻強磁場（這個磁場是由兩個平行的通電環形線圈產生的），電子的徑跡變彎曲成圓形. ［教師引導學生分析得出結論］當帶電粒子的初速度方向與磁場方向垂直時，粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動. 帶電粒子垂直進入勻強磁場中的受力及運動情況分析（動態課件）. 一是要明確所研究的物理現象的條件----在勻強磁場中垂直于磁場方向運動的帶電粒子。二是分析帶電粒子的受力情況，用左手定則明確帶電粒子初速度與所受到的洛倫茲力在同一平面內，所以只可能做平面運動。三是洛倫茲力不對運動的帶電粒子做功，它的速率不變，同時洛倫茲力的大小也不變。四是根據牛頓第二定律，洛倫茲力使運動的帶電粒子產生加速度(向心加速度)［出示投影］ ①.電子受到怎樣的力的作用？這個力和電子的速度的關系是怎樣的？（電子受到垂直于速度方向的洛倫茲力的作用.） ②.洛倫茲力對電子的運動有什么作用？（.洛倫茲力只改變速度的方向，不改變速度的大小） ③.有沒有其他力作用使電子離開磁場方向垂直的平面？（沒有力作用使電子離開磁場方向垂直的平面） ④.洛倫茲力做功嗎？（洛倫茲力對運動電荷不做功）1.帶電粒子在勻強磁場中的運動 （1）、運動軌跡：沿著與磁場垂直的方向射入磁場的帶電粒子，粒子在垂直磁場方向的平面內做勻速圓周運動，此洛倫茲力不做功.