1、优质文档优质文档第六章 第 3 节 洛仑兹力的应用开课老师：祁特丽开课时间：2009/12/10开课地点：莆田十二中一.教学目标1. 知识与技能：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中的半径、周期公式，并会用它们解答有关问题。2. 过程与方法：1) 通过图片的信息提出问题，引导学生根据力学知识推测：运动电荷垂直射入磁场后，可能做圆周运动。2) 进一步通过实验探究，确认粒子的运动轨迹是圆形。3) 通过学生的分析推导，总结归纳出运动电荷做圆周运动的半径、周期。4) 通过
2、分析知道其在科技、生产与生活中的典型应用。3. 情感态度与价值观： 通过讲述带电粒子在科技、生产与生活中的典型应用，培养学生热爱科学、致力于科学研究的价值观。二. 教学重点：1) 洛伦兹力是带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的向心力来源。2) 带电粒子做匀速圆周运动的半径和周期的推导。3) 初步掌握其在实际问题中的应用。三. 教学难点：正确理解和掌握带电粒子在匀强磁场中运动问题的分析方法。四. 教学用具：洛伦兹力演示仪、投影仪、PowerPoint 课件优质文档优质文档复习引入问题 1磁场对运动电荷的作用力叫做什么力？洛伦兹力（1）、洛伦兹力的大小 （2）、洛伦兹力的方向问题 2带电粒子在磁场
3、中是否一定受洛伦兹力？不一定，洛伦兹力的计算公式为 F=qvBsin ， 为电荷运动方向与磁场方向的夹角，当 =90时， F=qvB;当 =0时， F=0.问题 3带电粒子垂直磁场方向进入匀强磁场时会做什么运动呢？今天我们来学习带电粒子在匀强磁场中的运动。新课讲解一、带电粒子在磁场中的运动通过格雷塞尔气泡室显示的带电粒子在匀强磁场中的运动径迹从照片可看出带电粒子的运动轨迹为圆形、螺旋形或直线为什么会形成这样的运动轨迹呢？我们通过实验来进行探究。【演示】先介绍洛伦兹力演示仪的工作原理，由电子枪发出的电子射线可以使管内的低压水银蒸气发出辉光，显示出电子的径迹。后进行实验【学生观察并思考】课本 P1
4、22 相关问题和交流讨论带电粒子垂直进入匀强磁场中的受力及运动情况分析（动态课件）.实验现象(1)、在暗室中可以清楚地看到，在没有磁场作用时，电子的径迹是直线（2）、在管外加上匀强磁场（这个磁场是由两个平行的通电环形线圈产生的）。、V/B ：电子的径迹是直线、VB：电子的径迹变弯曲成圆形.、V 与 B 成一夹角：电子的径迹变成螺旋形交流讨论（1）、有磁场作用时，电子的径迹是否可能为直线？为什么？（2）、电子为什么会做圆周运动？向心力由谁提供？（3）、什么情况下电子会做螺旋运动？优质文档优质文档教师引导学生分析得出结论当带电粒子的初速度方向与磁场方向垂直时，粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动出示投影
5、一带电量为 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？洛伦兹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？ F=mv2/r教师推导粒子做匀速圆周运动所需的向心力 F=m 是由粒子所受的洛伦兹力提供的，所以 qvB=mv2/ r 由此得出 说明1、速度特征：速度大小不变，而方向随时间变化。 2、半径特征：3 、周期特征：（1）轨道半径和粒子的运动速率成正比.（2）带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期跟轨道半径和运动速率无关.分析书中例题例题:（课本 P124）汤姆
6、孙测定阴极射线粒子比荷的实验原理如图所示：BqvrBqvrTqrvmq2BrT优质文档优质文档这是电场和磁场同时作用于带电粒子的实例，也是当年汤姆孙测定阴极射线粒子比荷的实验原理。速度选择器二、质谱仪回旋加速器洛伦兹力对运动电荷的作用在现代科技发展中有着十分重大的意义，其中回旋加速器和质谱仪就是其重要应用。（一）质谱仪（二）直线加速器1加速原理：利用加速电场对带电粒子做正功使带电粒子的动能增加， qU=Ek2直线加速器，多级加速优质文档优质文档如图所示是多级加速装置的原理图：由动能定理得带电粒子经 n 极的电场加速后增加的动能为：直线加速器占有的空间范围大，在有限的空间范围内制造直线加速器受到一定的限制（三）回旋加速器回旋加速器的出现，使人类在获得具有较高能量的粒子的方面前进了一 大步。了解其它类型的加速器：直线加速器、同步加速器、电子感应加速器、串列加速器、电子对撞机等（四）磁流体发电机（五）.霍尔效应作业布置：课后练习导与练)(321nk UUqE
