3.5洛伦兹力的应用 教案

学 习 目 标 1.知道在洛伦兹力作用下，带电粒子垂直进入磁场做匀速圆周运动．

2.会应用公式F＝qvB推导带电粒子做匀速圆周运动的半径、周期公式，并会应用它们解答有关问题．

3.知道回旋加速器、质谱仪的基本构造，原理以及基本用途. 思 维 启 迪 为了研究物质的微观结构，科学家必须用各种各样的加速器产生出速度很大的高能粒子，欧洲核子研究中心的粒子加速器周长达27 km(如图361所示的大圆)．为什么加速器需要那么大的周长呢？

位于法国和瑞士边界的欧洲核子研究中心

知识梳理

一、带电粒子在磁场中的运动

1．运动轨迹

(1)匀速直线运动：带电粒子的速度方向与磁场方向平行(相同或相反)，此时带电粒子所受洛伦兹力为0，粒子将以速度v做匀速直线运动．

(2)匀速圆周运动：带电粒子垂直射入匀强磁场，由于洛伦兹力始终和运动方向垂直，因此，带电粒子速度大小不变，但是速度方向不断在变化，所以带电粒子做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力．

2．轨迹半径和周期

由F向＝f得qvB＝m，所以有R＝ ，T＝ .

二、质谱仪

1．构造

如图3­6­2所示，主要由以下几部分组成：