《帶電粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律》課件

第三章《磁場》帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律1一、教材分析：二、教學(xué)方法和教學(xué)手段：三、教學(xué)流程：四、效果預(yù)測：2本節(jié)課是高中物理的重點(diǎn)內(nèi)容,也是歷年高考的高頻考點(diǎn)部分，重在考查學(xué)生對粒子運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用，在教材中具有舉足輕重的作用，常與電場組合在一起結(jié)合數(shù)學(xué)考查綜合解題能力。（一）本節(jié)課在教材中所處的地位：3前面我們已經(jīng)學(xué)過左手定則及洛倫茲力內(nèi)容，知道了運(yùn)動(dòng)電荷在磁場中受力的方向與物體運(yùn)動(dòng)方向垂直及洛倫茲力的公式，為本節(jié)課的學(xué)習(xí)做好了知識(shí)準(zhǔn)備，但學(xué)生的應(yīng)用能力還有待提高。（二）、學(xué)情分析：

4依據(jù)新課標(biāo)的要求及高考考綱的要求確定本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)1、能熟練地應(yīng)用洛倫茲力公式和左手定則分析有關(guān)洛倫茲力的問題2、理解帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的條件，掌握勻速率圓周運(yùn)動(dòng)的半徑公式與周期公式，并能熟練應(yīng)用它們分析與解答有關(guān)問題（三）、教學(xué)目標(biāo)：5（四）、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)、關(guān)鍵：重點(diǎn)：帶電粒子作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期和半徑公式的應(yīng)用難點(diǎn)：畫出帶電粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)軌跡關(guān)鍵：確定帶電粒子作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的圓心位置、半徑大小6二、教學(xué)方法和教學(xué)手段：（一）本節(jié)課的教學(xué)方法是：

“引導(dǎo)——探究——總結(jié)”以學(xué)生為主體，引導(dǎo)他們的思維，以典型例題的分析和講解，探究知識(shí)的本質(zhì),以教師為主導(dǎo)，總結(jié)其中的物理規(guī)律。（二）本節(jié)課采用的教學(xué)手段充分利用多媒體課件的立體感、真實(shí)感，形象、生動(dòng)的展現(xiàn)出微觀粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡。7三、教學(xué)流程：（一）導(dǎo)入講授新課之前，通過兩道思考題復(fù)習(xí)左手定則的內(nèi)容及帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的條件，然后告知學(xué)生高考對此部分的研究范圍是帶電粒子垂直或平行進(jìn)入勻強(qiáng)磁場中的問題,而本節(jié)課我們探究帶電粒子垂直進(jìn)入磁場中只受洛侖茲力時(shí)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。8左手定則：伸開左手，使拇指與其余四個(gè)手指垂直，并且都與手掌在同一個(gè)平面內(nèi)；讓磁感線從掌心進(jìn)入，并使四指指向正電荷運(yùn)動(dòng)的方向，這時(shí)拇指所指的方向就是運(yùn)動(dòng)的正電荷在磁場中所受洛倫茲力的方向。思考1：運(yùn)動(dòng)電荷在磁場中受到的洛倫茲力的方向如何判斷？說明：如果運(yùn)動(dòng)的是負(fù)電荷，四指應(yīng)指向負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的反方向，拇指所指的方向就是運(yùn)動(dòng)的負(fù)電荷在磁場中所受洛倫茲力的方向。92、試判斷下圖中帶電粒子（電量q，重力不計(jì)）做何種運(yùn)動(dòng)？勻速直線運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)（1）（2）

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B

v+

v×

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×B

10例1:已知電子質(zhì)量為m，電量為q，垂直射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、寬度為d的勻強(qiáng)磁場。若速度偏轉(zhuǎn)角為θ=300，則電子運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為多少？穿過磁場需多長時(shí)間？1、圓心在哪里?思考4、在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間怎么求？3、圓心角θ為多少?2、軌跡半徑是多少?Bθd1130°OBdvrA=30°vθ

12例2：如圖所示，在半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi)，有一個(gè)勻強(qiáng)磁場，一帶電粒子以速度v0從M點(diǎn)沿半徑方向射入磁場區(qū)，并由N點(diǎn)射出，O點(diǎn)為圓心，∠MON=120°，求粒子在磁場區(qū)的偏轉(zhuǎn)半徑R及在磁場區(qū)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間。（粒子重力不計(jì)）1、圓心在哪里?思考4、在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間怎么求？3、圓心角θ為多少?2、軌跡半徑是多少?rvMvRO’oNθ13O1、若已知帶電粒子經(jīng)過軌跡圓上的兩點(diǎn)及其速度的方向

過兩點(diǎn)作速度的垂線，兩垂線交點(diǎn)即為圓心。ABvv圓心的確定14O2、若已知帶電粒子經(jīng)過軌跡圓上的兩點(diǎn)及其中一點(diǎn)的速度方向

過已知速度的點(diǎn)作速度的垂線和兩點(diǎn)連線的中垂線，兩垂線交點(diǎn)即為圓心。ABv圓心的確定151、找圓心：2、定半徑：3、畫運(yùn)動(dòng)軌跡4、確定運(yùn)動(dòng)時(shí)間：注意：θ用弧度表示幾何關(guān)系求半徑向心力公式求半徑作速度的垂線作弦的中垂線帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動(dòng)規(guī)律總結(jié)能力提升：16如圖所示，一帶正電粒子質(zhì)量為m，帶電量為q，從隔板ab上一個(gè)小孔P處與隔板成θ角垂直于射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場區(qū)，粒子初速度大小為v，則(1)粒子經(jīng)過多長時(shí)間再次到達(dá)隔板？

(2)到達(dá)點(diǎn)與P點(diǎn)相距多遠(yuǎn)？（不計(jì)粒子的重力）abPvθ鞏固練習(xí)17思考:

如果運(yùn)動(dòng)的是負(fù)電荷而不是正電荷，運(yùn)動(dòng)軌跡又如何？abPvθ18長為l的水平極板間，有垂直紙面向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場，如圖所示，磁感強(qiáng)度為B，板間距離也為l，板不帶電，現(xiàn)有質(zhì)量為m，電量為q的帶正電粒子（不計(jì)重力），從左邊極板間中點(diǎn)處垂直磁感線以速度v水平射入磁場，欲使粒子不打在極板上，求粒子射入速度的取值范圍？鞏固練習(xí)llv

abcd19∴v

＜qBl/4m或v＞5qBl/4m若剛好從a點(diǎn)射出，如圖：R-l/2Rr=mv1/qB=l/4∴v1=qBl/4m

若剛好從b點(diǎn)射出，如圖：要想使粒子不打在極板上，∴v2=5qBl/4mR2=l2+(R-l/2)2R=5l/4=mv2/qBOllv

abcdBqvB=mv2/R解：根據(jù)洛倫茲力公式及牛頓第二定律20通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，你有何感受？對粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)問題是否有了一個(gè)清晰的思路和方法？將感想寫下并與同學(xué)分享。作業(yè)布置211、可以使學(xué)生掌握解決帶點(diǎn)電粒子在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律是“找圓心、定半徑、畫軌跡圓、確定運(yùn)動(dòng)時(shí)間”。2、可以使學(xué)生掌握兩種確定圓心的方法即：a）做兩速度的垂線找垂線的交點(diǎn)b）做弦的中垂線與速度垂線的交點(diǎn)使學(xué)生