④带电粒子在磁场中的运动具有什么特点?
带电粒子在磁场中的讨论,让同学自己得出正确的答案,强化上节所学知识--洛仑兹力产生条件,洛仑兹力大运动具有什么特点?
通过学生的回答,展开讨小、方向的计算和判断方法。
结论:(板书)
①带电粒子垂直进入匀强磁场,其初速度v与磁场垂直,根据左手定则,其受洛仑兹力的方向也跟磁场方向垂直,并与初速度方向都在同一垂直磁场的平面内,所以粒子只能在该平面内运动。
②洛仑兹力总是跟带电粒子的运动方向垂直,它只改变粒子运动的方向,不改变粒子速度的大小,所以粒子在磁场中运动的速率是恒定的,这时洛仑兹力的大小f=Bqv也是恒定的。
③洛仑兹力对运动粒子不做功。
④洛仑兹力对运动粒子起着向心力的作用,因此粒子的运动一定是匀速圆周运动。
2.带电粒子在磁场中运动的轨道半径
提问:
①带电粒子做匀速圆周运动时,什么力作为向心力?
F心=f洛=Bqv (1)
②做匀速圆周运动的物体所受的向心力F心与物体质量m、速度v和半径r的关系如何?
F心=mv2/r (2)
进而由学生自己推出
讨论:
①粒子运动轨道半径与哪些因素有关,关系如何?
②质量不同电量相同的带电粒子,若以大小相等的动量垂直进入同一匀强磁场,它们的轨道半径关系如何?
③速度相同,荷质比不同的带电粒子垂直进入同一匀强磁场,它们的轨道半径关系如何?
④在同一磁场中做半径相等的圆周运动的氢、氦原子核,哪个运动速度大?
3.带电粒子在磁场中的运动周期
提问:
①圆周长与圆半径有何关系?
周长=2πr
②圆周运动的周期与周长和速率的关系如何?